JPH0949936A - Optical wavelength multiplexer / demultiplexer and method for manufacturing optical device - Google Patents
Optical wavelength multiplexer / demultiplexer and method for manufacturing optical deviceInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光波長合分波器における中心波長ずれおよび
中心波長のバラツキを補正可能な光波長合分波器及び光
デバイスを提供する。
【解決手段】 基板１０１と、該基板１０１上に形成さ
れた１本または複数本の入力導波路１０２と、該入力導
波路１０２に接続され平板構造を有する入力側スラブ導
波路１０４と、該入力導波路１０２に接続され導波路長
がＬｉ（ｉ＝１、２、３、・・）の複数のチャネル導波
路１２２からなるアレイ導波路回折格子１０５と、該ア
レイ導波路回折格子１０５に接続された出力側スラブ導
波路１０６と、該出力側スラブ導波路１０６側に接続さ
れた複数本の出力導波路１０７とを備えた光波長合分波
器において、前記入力導波路１０２の両側に１本または
複数本の補正用入力導波路１０３を形成したことを特徴
としている。
(57) Abstract: An optical wavelength multiplexer / demultiplexer and an optical device capable of correcting the center wavelength shift and the variation of the center wavelength in the optical wavelength multiplexer / demultiplexer are provided. A substrate 101, one or a plurality of input waveguides 102 formed on the substrate 101, an input-side slab waveguide 104 connected to the input waveguide 102 and having a flat plate structure, and the input. An array waveguide diffraction grating 105 composed of a plurality of channel waveguides 122 connected to the waveguide 102 and having a waveguide length of Li (i = 1, 2, 3, ...) And connected to the array waveguide diffraction grating 105. In the optical wavelength multiplexer / demultiplexer including the output-side slab waveguide 106 and the plurality of output waveguides 107 connected to the output-side slab waveguide 106, one optical waveguide is provided on each side of the input waveguide 102. Alternatively, it is characterized in that a plurality of correction input waveguides 103 are formed.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はアレイ導波路型光波
長合分波器及び光デバイスの製造方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an arrayed waveguide type optical wavelength multiplexer / demultiplexer and a method for manufacturing an optical device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光通信の分野において、複数の信号を異
なる波長の光に載せ、１本の光ファイバで伝送すること
により情報容量を拡大する方法（波長分割多重方式）が
検討されている。2. Description of the Related Art In the field of optical communication, a method (wavelength division multiplexing method) for expanding information capacity by mounting a plurality of signals on lights having different wavelengths and transmitting the signals through a single optical fiber has been studied.
【０００３】この方法において、異なる波長の光を回折
格子により、合波あるいは分波する合分波器が重要な役
割をはたしている。なかでもアレイ導波路回折格子を用
いた光波長合分波器は狭い波長間隔で通信容量の多重数
を大きくすることができ、有望視されている。In this method, a multiplexer / demultiplexer that multiplexes or demultiplexes lights of different wavelengths by a diffraction grating plays an important role. Among them, the optical wavelength multiplexer / demultiplexer using the arrayed waveguide diffraction grating is promising because it can increase the number of multiplexed communication capacities at narrow wavelength intervals.
【０００４】また、近年、波長分割多重伝送システムに
おいて多重数を増やし伝送容量を飛躍的に増大させよう
とする試みがなされている。その実現には波長間隔が１
ナノメートル程度、あるいはそれ以下の複数の信号光を
合波・分波できる合分波器が必要である。In recent years, attempts have been made to increase the transmission capacity dramatically by increasing the number of multiplexing in the wavelength division multiplexing transmission system. To achieve this, the wavelength interval is 1
A multiplexer / demultiplexer capable of multiplexing / demultiplexing a plurality of signal lights of about nanometer or less is required.
【０００５】しかしながら、従来の回折格子を用いた光
波長合分波器では、利用できる回折次数に制限があり、
十分な分散が得られないことから、波長間隔を１ナノメ
ートル以下にすることができなかった。However, in the conventional optical wavelength multiplexer / demultiplexer using a diffraction grating, there is a limit to the available diffraction orders,
Since sufficient dispersion cannot be obtained, the wavelength interval cannot be set to 1 nanometer or less.
【０００６】上記の問題を解決する有力な方法として、
アレイ導波路回折格子を用いる方法が知られている。
（特開平４−１１６６０７号、特開平４−１６３４０６
号、特開平４−３２６３０８号及び特開平５−１５７９
２０号公報参照）図５はアレイ導波路回折格子を用いた
従来の１入力、Ｎ出力の光波長合分波器の平面図、図６
（ａ）は図５のＡ−Ａ線断面図、図６（ｂ）は図５のＢ
−Ｂ断面図、図６（ｃ）は図５のＣ−Ｃ線断面図、図６
（ｄ）は図５のＤ−Ｄ線断面図である。As a promising method for solving the above problems,
A method using an arrayed waveguide diffraction grating is known.
(JP-A-4-116607, JP-A-4-163406
JP-A-4-326308 and JP-A-5-1579.
FIG. 5 is a plan view of a conventional one-input, N-output optical wavelength multiplexer / demultiplexer using an arrayed waveguide diffraction grating, and FIG.
5A is a sectional view taken along the line AA of FIG. 5, and FIG.
-B sectional view, FIG. 6C is a sectional view taken along the line CC of FIG.
(D) is the DD sectional view taken on the line of FIG.
【０００７】以下、図５、図６を用いて、従来の光波長
合分波器の構成を説明する。The structure of a conventional optical wavelength multiplexer / demultiplexer will be described below with reference to FIGS.
【０００８】この光波長合分波器は基板２０１上に形成
されたものであって、入力導波路２０２と、入力側スラ
ブ導波路２０３と、アレイ導波路回折格子２０４と、出
力側スラブ導波路２０５と、Ｎ本の出力導波路２０６と
から形成されるものである。この光波長合分波器は、基
板２０１上にバッファ層２０７を形成し、その上にバッ
ファ層２０７よりもわずかに屈折率の高い材料で導波路
（コア）２０８を形成し、さらに前記コア２０８をコア
２０８よりもわずかに屈折率の低いクラッド２０９で埋
め込んだものである。また、アレイ導波路回折格子２０
４は、長さがΔＬずつ異なる複数本のチャネル導波路２
１０により構成されている。また、入力用スラブ導波路
２０３、出力用スラブ導波路２０５は膜厚方向にのみ閉
じ込め効果をもつ平板構造をしている。This optical wavelength multiplexer / demultiplexer is formed on a substrate 201, and has an input waveguide 202, an input side slab waveguide 203, an arrayed waveguide diffraction grating 204, and an output side slab waveguide. 205 and N output waveguides 206. In this optical wavelength multiplexer / demultiplexer, a buffer layer 207 is formed on a substrate 201, a waveguide (core) 208 is formed thereon with a material having a slightly higher refractive index than the buffer layer 207, and the core 208 is further formed. Is embedded with a clad 209 having a refractive index slightly lower than that of the core 208. In addition, the arrayed waveguide diffraction grating 20
4 is a plurality of channel waveguides 2 having different lengths of ΔL.
10. The input slab waveguide 203 and the output slab waveguide 205 have a flat plate structure having a confining effect only in the film thickness direction.
【０００９】図７はアレイ導波路回折格子型波長合分波
器の波長分波の原理図である。FIG. 7 is a principle diagram of wavelength demultiplexing of an arrayed waveguide diffraction grating type wavelength multiplexer / demultiplexer.
【００１０】以下、図７を用いて波長分波の原理を説明
する。波長λ1 〜λ2 のＮ波が波長多重された波長多重
光λ２１１を、それぞれＮ本の出力導波路２０６に分波
する場合を考える。入力導波路２０２に入射された波長
多重光２１１は、入力導波路２０２を伝搬したのち、入
力側スラブ導波路２０３で回折される。このとき、アレ
イ導波路側端面２１２は、入力導波路２０２と入力側ス
ラブ導波路２０３の接続点を曲率中心２１６としている
ため、回折された波長多重光２１１は、等位相でアレイ
導波路回折格子２０４に入射される。The principle of wavelength demultiplexing will be described below with reference to FIG. Consider a case where wavelength-multiplexed light λ211 in which N waves of wavelengths λ1 to λ2 are wavelength-multiplexed is demultiplexed into N output waveguides 206, respectively. The wavelength-multiplexed light 211 incident on the input waveguide 202 propagates through the input waveguide 202 and then is diffracted by the input-side slab waveguide 203. At this time, since the array waveguide side end face 212 has the curvature center 216 at the connection point of the input waveguide 202 and the input side slab waveguide 203, the diffracted wavelength-multiplexed light 211 has the same phase as the array waveguide diffraction grating. It is incident on 204.
【００１１】アレイ導波路回折格子２０４のそれぞれの
チャネル導波路２１０に入射された波長多重光２１１
は、それぞれのチャネル導波路２１０を伝搬し、出力側
スラブ導波路２０５へ入射される。ただし、アレイ導波
路回折格子２０４を構成する複数のチャネル導波路２１
０は長さがそれぞれ異なるために、出力側スラブ導波路
のアレイ導波路側端面２１４において、それぞれのチャ
ネル導波路２１０での位相が異なる。アレイ導波路回折
格子２０４の導波路長差をΔＬとすると、隣接するチャ
ネル導波路間での位相φは φ＝２πｎｅΔＬ／λ （１） ただし、ｎｅ：チャネル導波路の実効屈折率となる。こ
の式は、チャネル導波路間の位相が波長多重光２１１の
波長に依存することを示している。（１）式を波長λで
微分すると、 δφ＝−２πｎｅΔＬδλ／λ２ （２） となり、位相の波長依存性δφと波長変化δλに比例関
係があることがわかる。従って、アレイ導波路回折格子
２０４を伝搬してきた波長多重光２１１の等位相面２１
３は、出力側スラブ導波路２０５のアレイ導波路側端面
２１４に対して傾きを生じる。アレイ導波路回折格子２
０４を構成する各チャネル導波路のアレイ導波路側端面
２１４での間隔をｓとすると、波長δλに対するの位相
面の傾きδθは、（２）式より δθ ＝ −ｔａｎ-1｛ΔＬδλ／（ｓλ）｝ （３） となる。また、位相面は凹面状をしているので、波長多
重光２１１は、出力側スラブ導波路２０５の出力導波路
側端面２１５に集光される。そのため、出力導波路２０
６を曲率中心２１７を中心に角度間隔δθで配置し、波
長多重光２１１の分波を行つている。The wavelength multiplexed light 211 incident on each channel waveguide 210 of the arrayed waveguide diffraction grating 204.
Propagate through the respective channel waveguides 210 and enter the output side slab waveguide 205. However, the plurality of channel waveguides 21 forming the arrayed waveguide diffraction grating 204
Since 0 has different lengths, the phase at each channel waveguide 210 at the array waveguide side end face 214 of the output side slab waveguide is different. Assuming that the waveguide length difference of the arrayed waveguide diffraction grating 204 is ΔL, the phase φ between adjacent channel waveguides is φ = 2πneΔL / λ (1) where ne: the effective refractive index of the channel waveguide. This equation shows that the phase between the channel waveguides depends on the wavelength of the wavelength multiplexed light 211. When the equation (1) is differentiated with respect to the wavelength λ, δφ = −2πneΔLδλ / λ2 (2), and it can be seen that there is a proportional relationship between the wavelength dependence δφ of the phase and the wavelength change δλ. Therefore, the equal phase surface 21 of the wavelength division multiplexed light 211 propagating through the arrayed waveguide diffraction grating 204 is
3 is inclined with respect to the arrayed waveguide side end surface 214 of the output side slab waveguide 205. Array waveguide diffraction grating 2
Assuming that the distance between the end faces 214 on the arrayed waveguide side of each channel constituting 04 is s, the inclination δθ of the phase plane with respect to the wavelength δλ is expressed as follows: δθ = −tan −1 {ΔLδλ / (sλ )} (3) Further, since the phase surface is concave, the wavelength multiplexed light 211 is condensed on the output waveguide side end surface 215 of the output side slab waveguide 205. Therefore, the output waveguide 20
6 are arranged with an angular interval δθ centering on the center of curvature 217 to demultiplex the wavelength multiplexed light 211.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記光波長
合分波器は、プロセス偏差に非常に敏感で、各出力導波
路の中心波長が、設計値からずれてしまうという問題が
あった。また、中心波長が導波路素子間でバラツキを持
つという問題があった。However, the above-described optical wavelength multiplexer / demultiplexer has a problem that it is very sensitive to process deviation and the center wavelength of each output waveguide deviates from the designed value. In addition, there is a problem that the center wavelength varies among the waveguide elements.
【００１３】したがって、本発明は、光波長合分波器に
おける中心波長ずれおよび中心波長のバラツキを補正可
能な光波長合分波器及び光デバイスを提供することにあ
る。Therefore, it is an object of the present invention to provide an optical wavelength multiplexer / demultiplexer and an optical device capable of correcting the central wavelength shift and the variation of the central wavelength in the optical wavelength multiplexer / demultiplexer.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明は、アレイ導波路
型光波長合分波器の入力導波路、出力導波路の両側に中
心波長補正用の入力導波路および出力導波路を形成し、
補正用の入力導波路あるいは補正用の出力導波路を利用
することを解決手段としたものであり、請求項１の発明
は、基板と、該基板上に形成された入力導波路と、該入
力導波路に接続され平板構造を有する入力側スラブ導波
路と、該入力導波路に接続され導波路長がＬｉ（ｉ＝
１、２、３、・・）の複数のチャネル導波路からなるア
レイ導波路回折格子と、該アレイ導波路回折格子に接続
された出力側スラブ導波路と、該出力側スラブ導波路側
に接続された複数本の出力導波路とを備えた光波長合分
波器において、前記入力導波路の両側に１本または複数
本の補正用入力導波路を形成したことを特徴とする光波
長合分波器である。According to the present invention, an input waveguide and an output waveguide for center wavelength correction are formed on both sides of an input waveguide and an output waveguide of an arrayed waveguide type optical wavelength multiplexer / demultiplexer,
The present invention according to claim 1 uses a correction input waveguide or a correction output waveguide, and a substrate, an input waveguide formed on the substrate, and the input. An input-side slab waveguide connected to the waveguide and having a flat plate structure, and a waveguide length connected to the input waveguide having a waveguide length of Li (i =
, 2, 3, ...) Arrayed-waveguide diffraction grating consisting of a plurality of channel waveguides, an output-side slab waveguide connected to the arrayed-waveguide diffraction grating, and a connection to the output-side slab-waveguide side In the optical wavelength multiplexer / demultiplexer having a plurality of output waveguides, one or a plurality of correction input waveguides are formed on both sides of the input waveguide. It is a wave instrument.
【００１５】請求項２の発明は、基板と、該基板上に形
成された複数本の入力導波路と、該入力導波路に接続さ
れ平板構造を有する入力側スラブ導波路と、該入力導波
路に接続され導波路長がＬｉ（ｉ＝１、２、３、・・）
の複数のチャネル導波路からなるアレイ導波路回折格子
と、該アレイ導波路回折格子に接続された出力側スラブ
導波路と、該出力側スラブ導波路側に接続された複数本
の出力導波路とを備えた光波長合分波器を用意し、前記
複数の出力導波路にそれぞれ出力側光ファイバを接続
し、それぞれの出力側光ファイバへ分波される波長の中
心波長が所望の値となるように前記複数の入力導波路の
いずれかの入力導波路に入力側光ファイバを接続するこ
とを特徴とする光デバイスの製造方法である。According to a second aspect of the present invention, a substrate, a plurality of input waveguides formed on the substrate, an input side slab waveguide connected to the input waveguide and having a flat plate structure, and the input waveguide. And the waveguide length is Li (i = 1, 2, 3, ...)
An arrayed waveguide diffraction grating consisting of a plurality of channel waveguides, an output side slab waveguide connected to the arrayed waveguide diffraction grating, and a plurality of output waveguides connected to the output side slab waveguide An optical wavelength multiplexer / demultiplexer provided with is provided, output side optical fibers are respectively connected to the plurality of output waveguides, and the center wavelength of the wavelengths branched to the respective output side optical fibers becomes a desired value. As described above, the method of manufacturing an optical device is characterized in that an input side optical fiber is connected to any one of the plurality of input waveguides.
【００１６】請求項３の発明は、基板と該基板上に形成
された入力導波路と、該入力導波路に接続され平板構造
を有する入力側スラブ導波路と、該入力導波路に接続さ
れ導波路長がＬｉ（ｉ＝１、２、３、．．）の複数のチ
ャネル導波路からなるアレイ導波路回折格子と、該アレ
イ導波路回折格子に接続された出力側スラブ導波路と、
該出力側スラブ導波路側に接続された複数本の出力導波
路とを備えた光波長合分波器において、前記出力導波路
の両側に１本または複数本の補正用出力導波路を形成し
たことを特徴とする光波長合分波器である。According to a third aspect of the invention, a substrate, an input waveguide formed on the substrate, an input side slab waveguide connected to the input waveguide and having a flat plate structure, and a waveguide connected to the input waveguide. An arrayed waveguide diffraction grating composed of a plurality of channel waveguides having a waveguide length of Li (i = 1, 2, 3, ...) And an output side slab waveguide connected to the arrayed waveguide diffraction grating,
In an optical wavelength multiplexer / demultiplexer having a plurality of output waveguides connected to the output side slab waveguide side, one or a plurality of correction output waveguides are formed on both sides of the output waveguide. An optical wavelength multiplexer / demultiplexer characterized by the above.
【００１７】請求項４の発明は、基板と該基板上に形成
された入力導波路と、該入力導波路に接続され平板構造
を有する入力側スラブ導波路と、該入力導波路に接続さ
れ導波路長がＬｉ（ｉ＝１、２、３、．．）の複数のチ
ャネル導波路からなるアレイ導波路回折格子と、該アレ
イ導波路回折格子に接続された出力側スラブ導波路と、
該出力側スラブ導波路側に接続された複数本の出力導波
路とを備えた光波長合分波器を用意し、入力側光ファイ
バを前記入力導波路に接続し、前記複数本の出力導波路
の本数より少ない本数の出力側光ファイバを用意し、そ
れら出力側光ファイバへ分波される波長の中心波長が所
望の値となるように前記複数本の出力導波路のいずれか
に出力側光ファイバをそれぞれ接続することを特徴とす
る光デバイスの製造方法である。According to a fourth aspect of the present invention, a substrate, an input waveguide formed on the substrate, an input side slab waveguide connected to the input waveguide and having a flat plate structure, and a waveguide connected to the input waveguide. An arrayed waveguide diffraction grating composed of a plurality of channel waveguides having a waveguide length of Li (i = 1, 2, 3, ...) And an output side slab waveguide connected to the arrayed waveguide diffraction grating,
An optical wavelength multiplexer / demultiplexer having a plurality of output waveguides connected to the output side slab waveguide side is prepared, an input side optical fiber is connected to the input waveguide, and the plurality of output waveguides are connected. Prepare output optical fibers of a number smaller than the number of waveguides, and output one of the plurality of output waveguides so that the center wavelength of the wavelengths demultiplexed to the output optical fibers becomes a desired value. An optical device manufacturing method is characterized in that optical fibers are connected to each other.
【００１８】請求項５の発明は、基板と、該基板上に形
成された入力導波路と、該入力導波路に接続され平板構
造を有する入力側スラブ導波路と、該入力導波路に接続
され導波路長がＬｉ（ｉ＝１、２、３、・・）の複数の
チャネル導波路からなるアレイ導波路回折格子と、該ア
レイ導波路回折格子に接続された出力側スラブ導波路
と、該出力側スラブ導波路側に接続された複数本の出力
導波路とを備えた光波長合分波器において、前記入力導
波路の両側に１本または複数本の補正用入力導波路を形
成し、かつ前記出力導波路の両側に１本または複数本の
補正用出力導波路を形成したことを特徴とする光波長合
分波器である。According to a fifth aspect of the present invention, a substrate, an input waveguide formed on the substrate, an input side slab waveguide connected to the input waveguide and having a flat plate structure, and connected to the input waveguide. An array waveguide diffraction grating composed of a plurality of channel waveguides having a waveguide length of Li (i = 1, 2, 3, ...), an output side slab waveguide connected to the array waveguide diffraction grating, and In an optical wavelength multiplexer / demultiplexer having a plurality of output waveguides connected to the output side slab waveguide side, one or a plurality of correction input waveguides are formed on both sides of the input waveguide, In addition, the optical wavelength multiplexer / demultiplexer is characterized in that one or more correction output waveguides are formed on both sides of the output waveguide.
【００１９】請求項６の発明は、基板と、該基板上に形
成された複数本の入力導波路と、該入力導波路に接続さ
れ平板構造を有する入力側スラブ導波路と、該入力導波
路に接続され導波路長がＬｉ（ｉ＝１、２、３、・・）
の複数のチャネル導波路からなるアレイ導波路回折格子
と、該アレイ導波路回折格子に接続された出力側スラブ
導波路と、該出力側スラブ導波路側に接続された複数本
の出力導波路とを備えた光波長合分波器を用意すると共
に、前記入力導波路に接続するための入力側光ファイバ
と、前記出力導波路に接続するための出力導波路の本数
より少ない本数の出力側光ファイバを用意し、出力側光
ファイバへ分波される波長の中心波長が所望の値となる
ように、前記複数本の入力導波路のいずれかに入力側光
ファイバを、前記複数本の出力導波路のいずれかに出力
光ファイバをそれぞれ接続することを特徴とする光デバ
イスの製造方法である。According to a sixth aspect of the present invention, a substrate, a plurality of input waveguides formed on the substrate, an input side slab waveguide connected to the input waveguide and having a flat plate structure, and the input waveguide are provided. And the waveguide length is Li (i = 1, 2, 3, ...)
An arrayed waveguide diffraction grating consisting of a plurality of channel waveguides, an output side slab waveguide connected to the arrayed waveguide diffraction grating, and a plurality of output waveguides connected to the output side slab waveguide While preparing an optical wavelength multiplexer / demultiplexer having an input side optical fiber for connecting to the input waveguide, and an output side light of a number smaller than the number of output waveguides for connecting to the output waveguide Prepare a fiber and connect the input optical fiber to any one of the input waveguides so that the center wavelength of the wavelengths split to the output optical fiber has a desired value. An optical device manufacturing method is characterized in that an output optical fiber is connected to each of the waveguides.
【００２０】請求項７の発明は、上記入力側スラブ導波
路との接続部付近において、上記アレイ導波路回折格子
の中心軸と上記入力導波路の中心軸とが一致することを
特徴とする請求項１，３，５いずれかに記載の光波長合
分波器である。The invention according to claim 7 is characterized in that the central axis of the arrayed waveguide diffraction grating and the central axis of the input waveguide coincide with each other in the vicinity of the connection portion with the input side slab waveguide. The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of Items 1, 3, and 5.
【００２１】請求項８の発明は、上記入力側スラブ導波
路との接続部付近において、上記アレイ導波路回折格子
の中心軸と上記入力導波路の中心軸とが一致しないこと
を特徴とする請求項１，３，５いずれかに記載の光波長
合分波器である。The invention according to claim 8 is characterized in that the central axis of the arrayed waveguide diffraction grating and the central axis of the input waveguide do not coincide with each other in the vicinity of the connection portion with the input side slab waveguide. The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of Items 1, 3, and 5.
【００２２】請求項９の発明は、上記出力側スラブ導波
路との接続部付近において、上記アレイ導波路回折格子
の中心軸と上記出力導波路の中心軸とが一致することを
特徴とする請求項１，３，５，７，８いずれかに記載の
光波長合分波器である。According to a ninth aspect of the present invention, the central axis of the arrayed waveguide diffraction grating and the central axis of the output waveguide coincide with each other near the connection portion with the output side slab waveguide. The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of items 1, 3, 5, 7, and 8.
【００２３】請求項１０の発明は、上記出力側スラブ導
波路との接続部付近において、上記アレイ導波路回折格
子の中心軸と上記出力導波路の中心軸とが一致しないこ
とを特徴とする請求項１，３，５，７，８いずれかに記
載の光波長合分波器である。According to a tenth aspect of the present invention, the central axis of the arrayed waveguide diffraction grating and the central axis of the output waveguide do not coincide with each other near the connection portion with the output side slab waveguide. The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of items 1, 3, 5, 7, and 8.
【００２４】請求項１１の発明は、上記出力側スラブ導
波路との接続部付近において、上記出力導波路と上記補
正用出力導波路が、放射状に配置され、それら導波路間
の角度が一定であることを特徴とする請求項１，３，
５，７〜１０いずれかに記載の光波長合分波器である。In the eleventh aspect of the present invention, the output waveguide and the correction output waveguide are arranged radially in the vicinity of the connection portion with the output side slab waveguide, and the angle between the waveguides is constant. Claims 1, 3, characterized in that
The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of 5, 7 to 10.
【００２５】請求項１２の発明は、上記出力側スラブ導
波路との接続部付近において、上記出力導波路と上記補
正用出力導波路が、放射状に配置され、それら導波路間
の角度が一定でないことを特徴とする請求項１，３，
５，７〜１０いずれかに記載の光波長合分波器である。According to a twelfth aspect of the present invention, the output waveguide and the correction output waveguide are radially arranged in the vicinity of the connection portion with the output side slab waveguide, and the angle between the waveguides is not constant. Claims 1, 3, characterized in that
The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of 5, 7 to 10.
【００２６】請求項１３の発明は、上記入力側スラブ導
波路との接続部付近において、上記入力導波路と上記補
正用入力導波路が、放射状に配置され、それら導波路間
の角度が一定であることを特徴とする請求項１，３，
５，７〜１２いずれかに記載の光波長合分波器である。According to a thirteenth aspect of the present invention, the input waveguide and the correction input waveguide are radially arranged in the vicinity of the connection portion with the input side slab waveguide, and the angle between the waveguides is constant. Claims 1, 3, characterized in that
The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of 5, 7 to 12.
【００２７】請求項１４の発明は、上記入力側スラブ導
波路との接続部付近において、上記入力導波路と上記補
正用入力導波路が、放射状に配置され、それら導波路間
の角度が一定でないことを特徴とする請求項１，３，
５，７〜１２いずれかに記載の光波長合分波器である。According to a fourteenth aspect of the present invention, the input waveguide and the correction input waveguide are radially arranged in the vicinity of the connection portion with the input side slab waveguide, and the angle between the waveguides is not constant. Claims 1, 3, characterized in that
The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of 5, 7 to 12.
【００２８】請求項１５の発明は、前記アレイ導波路回
折格子のチャンネル導波路の導波路長Ｌｉ（ｉ＝１、
２、３、・・・）の導波路長差ΔＬが下式を満たすよう
にするとともに、 ΔＬ＝λ・ｍ／ｎeff （λ：使用波長、ｎeff ：実行屈折率、ｍ：正の整数） 上記チャネル導波路を長さの順に配置した請求項１，
３，５，７〜１４いずれかに記載の光波長合分波器であ
る。According to a fifteenth aspect of the present invention, the waveguide length Li (i = 1, i) of the channel waveguide of the arrayed waveguide diffraction grating is used.
2, 3, ...) so that the waveguide length difference ΔL satisfies the following formula, and ΔL = λ · m / neff (λ: wavelength used, neff: effective refractive index, m: positive integer) The channel waveguides are arranged in the order of length.
The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of 3, 5, 7 to 14.
【００２９】請求項１６の発明は、上記アレイ導波路回
折格子を構成するチャネル導波路のコア寸法を、使用波
長域で、シングルモード条件が成り立つような寸法とし
たことを特徴とした請求項１，３，５，７〜１５いずれ
かに記載の光波長合分波器である。According to a sixteenth aspect of the present invention, the core dimensions of the channel waveguides constituting the arrayed waveguide diffraction grating are set so that a single mode condition is satisfied in the used wavelength range. , 3, 5, 7-15.
【００３０】請求項１７の発明は、上記アレイ導波路回
折格子を構成する導波路が、上記入出力スラブ導波路と
の接続部において、その導波路のコア幅がスラブ導波路
の方向に緩やかに増加するようなテーパ構造であること
を特徴とする、請求項１，３，５，７〜１６いずれかに
記載の光波長合分波器である。According to a seventeenth aspect of the present invention, in the waveguide forming the arrayed waveguide diffraction grating, the core width of the waveguide in the connecting portion with the input / output slab waveguide is gentle in the direction of the slab waveguide. The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of claims 1, 3, 5, 7 to 16, which has a taper structure that increases.
【００３１】請求項１８の発明は、上記アレイ導波路回
折格子を構成する導波路が、上記入出力スラブ導波路と
の接続部において、その導波路のコア幅がスラブ導波路
の方向に緩やかに増加するようなテーパ構造であること
を特徴とする、請求項１，３，５，７〜１７いずれかに
記載の光波長合分波器である。According to the eighteenth aspect of the present invention, the waveguide forming the arrayed waveguide diffraction grating is such that the core width of the waveguide is gentle in the direction of the slab waveguide at the connection portion with the input / output slab waveguide. The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of claims 1, 3, 5, 7 to 17, which has a taper structure that increases.
【００３２】[0032]
【発明の実施の形態】以下本発明の好適実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００３３】図１に本発明の一実施例としての、中心波
長補正機能を持つ、アレイ導波路回折格子型光波長合分
波器の構成を示す。FIG. 1 shows the configuration of an arrayed-waveguide diffraction grating type optical wavelength multiplexer / demultiplexer having a center wavelength correction function as one embodiment of the present invention.
【００３４】以下、図１を用いて、本発明の光波長合分
波器の構成を説明する。この光波長合分波器は基板１０
１上に、入力導波路１０２と、予備入力としての補正用
入力導波路１０３と、入力側スラブ導波路１０４と、ア
レイ導波路回折格子１０５と、出力側スラブ導波路１０
６と、出力導波路１０７と、予備出力としての補正用出
力導波路１０８を配置したものである。The configuration of the optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to the present invention will be described below with reference to FIG. This optical wavelength multiplexer / demultiplexer is a substrate 10
1, an input waveguide 102, a correction input waveguide 103 as a preliminary input, an input side slab waveguide 104, an array waveguide diffraction grating 105, and an output side slab waveguide 10 are provided.
6, the output waveguide 107, and the correction output waveguide 108 as a preliminary output are arranged.
【００３５】入力導波路１０２は矩形断面構造をもつチ
ャネル導波路であり、入力側スラブ導波路１０４の入力
導波路側端面１０９に沿って配置されている。補正用入
力導波路１０３は矩形断面構造をもつチャネル導波路で
あり、入力導波路１０２の両側に配置されている。The input waveguide 102 is a channel waveguide having a rectangular sectional structure, and is arranged along the input waveguide side end surface 109 of the input side slab waveguide 104. The correction input waveguide 103 is a channel waveguide having a rectangular sectional structure, and is arranged on both sides of the input waveguide 102.
【００３６】入力側スラブ導波路１０４は横方向に閉じ
込め構造がない平板構造である。入力導波路側端面１０
９およびアレイ導波路格子側の端面１１０は、それぞれ
相対する端面上に曲率中心１１１、１１２を持つ円弧状
をしている。また、入力導波路１０２と補正用入力導波
路１０３は、入力側スラブ導波路１０４の曲率中心１１
１から放射状に配置されている。The input side slab waveguide 104 is a flat plate structure having no confining structure in the lateral direction. Input waveguide side end face 10
9 and the end surface 110 on the side of the arrayed waveguide grating are arcuate with curvature centers 111 and 112 on the end surfaces facing each other. In addition, the input waveguide 102 and the correction input waveguide 103 have the center of curvature 11 of the input-side slab waveguide 104.
It is arranged radially from 1.
【００３７】アレイ導波路回折格子１０５は矩形断面を
もつ複数のチャネル導波路１２２から構成されている。
それぞれのチャネル導波路１２２は長さΔＬ（一定値）
ずつ異なり、長さの順に配置されている。これらのチャ
ネル導波路１２２の寸法は使用する波長帯域においてシ
ングルモード条件を満足するように設計されている。ま
た、入力側スラブ導波路１０４の付近では、コア幅が入
力側スラブ導波路１０４に向かって緩やかに拡大するよ
うなテーパ構造をもち、入力側スラブ導波路１０４の曲
率中心１１２から放射状に配置されている。また出力側
スラブ導波路１０６の付近においても、同様にコア幅が
出力側スラブ導波路１０６に向かって緩やかに拡大する
ようなテーパ構造をもち、出力側スラブ導波路１０６の
曲率中心１１４から放射状に配置されている。The arrayed waveguide diffraction grating 105 is composed of a plurality of channel waveguides 122 having a rectangular cross section.
Each channel waveguide 122 has a length ΔL (constant value)
They are arranged in the order of length. The dimensions of these channel waveguides 122 are designed to satisfy the single mode condition in the wavelength band used. Further, in the vicinity of the input side slab waveguide 104, the core width has a taper structure that gradually expands toward the input side slab waveguide 104, and is arranged radially from the curvature center 112 of the input side slab waveguide 104. ing. Also, in the vicinity of the output side slab waveguide 106 as well, it has a taper structure in which the core width gradually expands toward the output side slab waveguide 106, and is radially from the curvature center 114 of the output side slab waveguide 106. It is arranged.
【００３８】出力側スラブ導波路１０６は、入力側スラ
ブ導波路１０４と同様に横方向に閉じ込め構造がない平
板構造である。出力導波路側の端面１１５およびアレイ
導波路側端面１１３は、それぞれ相対する端面上に曲率
中心１１６、１１４を持つ円弧状をしている。The output side slab waveguide 106 is a flat plate structure having no lateral confining structure like the input side slab waveguide 104. The end surface 115 on the output waveguide side and the end surface 113 on the array waveguide side are arcuate with curvature centers 116 and 114 on the end surfaces facing each other.
【００３９】出力導波路１０７は矩形断面構造をもつＮ
本のチャネル導波路から構成され、出力側スラブ導波路
１０６の出力導波路側端面１１５に沿って配置されてい
る。補正用出力導波路１０８は矩形断面構造をもつチャ
ネル導波路であり、出力導波路１０７の両側に配置され
ている。The output waveguide 107 is N having a rectangular sectional structure.
It is composed of a channel waveguide, and is arranged along the output waveguide side end surface 115 of the output side slab waveguide 106. The correction output waveguide 108 is a channel waveguide having a rectangular sectional structure, and is arranged on both sides of the output waveguide 107.
【００４０】出力導波路１０７と補正用出力導波路１０
８は、出力側スラブ導波路１０６の出力導波路側端面１
１５の曲率中心１１６から、放射状に配置されている。Output waveguide 107 and correction output waveguide 10
Reference numeral 8 denotes an output waveguide side end face 1 of the output side slab waveguide 106.
They are arranged radially from the center of curvature 116 of 15.
【００４１】図２は、光信号の分波の原理図である。ま
ず、図２を用いて分波の原理について説明する。波長λ
1 〜λ2 のＮ波が波長多重された波長多重光λ１１７
を、それぞれＮ本の出力導波路に分波する場合を考え
る。入力導波路１０２に入射された波長多重光１１７
は、入力導波路１０２を伝搬したのち、入力側スラブ導
波路１０４で回折される。このとき、アレイ導波路側端
面１１０は、入力導波路１０２と入力側スラブ導波路１
０４の接続点を曲率中心１１２としているため、回折さ
れた波長多重光１１７は、等位相でアレイ導波路回折格
子１０５に入射される。FIG. 2 is a principle diagram of demultiplexing an optical signal. First, the principle of demultiplexing will be described with reference to FIG. Wavelength λ
Wavelength multiplexed light λ117 in which N waves of 1 to λ2 are wavelength multiplexed.
Let us consider a case where each of the two is demultiplexed into N output waveguides. WDM light 117 incident on the input waveguide 102
Propagates through the input waveguide 102 and is then diffracted by the input side slab waveguide 104. At this time, the arrayed waveguide-side end surface 110 has the input waveguide 102 and the input-side slab waveguide 1
Since the connection point of 04 is the center of curvature 112, the diffracted wavelength multiplexed light 117 is incident on the arrayed waveguide diffraction grating 105 in the same phase.
【００４２】アレイ導波路回折格子１０５のそれぞれの
チャネル導波路に入射された波長多重光１１７は、それ
ぞれのチャネル導波路１２２を伝搬し、出力側スラブ導
波路１０６へ入射される。ただし、アレイ導波路回折格
子１０５を構成する複数のチャネル導波路１２２は長さ
がそれぞれ異なるために、出力側スラブ導波路１０６の
アレイ導波路側端面１１３において、それぞれのチャネ
ル導波路１２２での位相が異なる。アレイ導波路回折格
子１０５の導波路長差をΔＬとすると、隣接するチャネ
ル導波路間での位相φは φ＝２πｎｅΔＬ／λ （４） ただし、ｎｅ：チャネル導波路の実効屈折率となる。こ
の式は、チャネル導波路間の位相が波長多重光１１７の
波長に依存することを示している。（４）式を波長λで
微分すると、 δφ＝−２πｎｅΔＬδλ／λ２ （５） となり、位相の波長依存性δφと波長変化δλに比例関
係があることがわかる。従つて、アレイ導波路回折格子
１０５を伝搬してきた波長多重光１１７の等位相面１２
１は、出力側スラブ導波路１０６のアレイ導波路側端面
１１３に対して傾きを生じる。アレイ導波路回折格子１
０５を構成する各チャネル導波路１２２の、アレイ導波
路側端面１１３での間隔をｓとすると、波長差δλに対
するの位相面の傾きδθは、（５）式より δθ＝−ｔａｎ-1｛ΔＬδλ／（ｓλ）｝ （６） となる。また、位相面は凹面状をしているので、波長多
重光１１７は、出力側スラブ導波路１０６の出力導波路
側端面１１５に集光される。そのため、出力導波路１０
７を曲率中心１１６を中心に角度間隔δθで配置すれ
ば、波長多重光１１７の分波が可能である。The wavelength-multiplexed light 117 incident on each channel waveguide of the arrayed waveguide diffraction grating 105 propagates through each channel waveguide 122 and is incident on the output side slab waveguide 106. However, since the plurality of channel waveguides 122 configuring the arrayed waveguide diffraction grating 105 have different lengths, the phase at each channel waveguide 122 at the array waveguide side end face 113 of the output side slab waveguide 106 is different. Is different. Assuming that the waveguide length difference of the arrayed waveguide diffraction grating 105 is ΔL, the phase φ between adjacent channel waveguides is φ = 2πneΔL / λ (4) where ne: the effective refractive index of the channel waveguide. This equation shows that the phase between the channel waveguides depends on the wavelength of the wavelength multiplexed light 117. When the equation (4) is differentiated with respect to the wavelength λ, δφ = −2πneΔLδλ / λ2 (5), and it can be seen that there is a proportional relationship between the wavelength dependence δφ of the phase and the wavelength change δλ. Accordingly, the equal phase surface 12 of the wavelength multiplexed light 117 propagating through the arrayed waveguide diffraction grating 105
No. 1 is inclined with respect to the arrayed waveguide side end surface 113 of the output side slab waveguide 106. Array waveguide diffraction grating 1
Assuming that the spacing between the end faces 113 on the arrayed waveguide side of the channel waveguides 122 configuring 05 is s, the slope δθ of the phase surface with respect to the wavelength difference δλ is expressed as follows: δθ = −tan −1 {ΔLδλ / (Sλ)} (6) Further, since the phase surface is concave, the wavelength multiplexed light 117 is condensed on the output waveguide side end surface 115 of the output side slab waveguide 106. Therefore, the output waveguide 10
By arranging 7 around the center of curvature 116 at an angular interval δθ, the wavelength division multiplexed light 117 can be demultiplexed.
【００４３】図３は補正用出力導波路による中心波長の
補正方法を示している。以下、補正用出力導波路による
中心波長の補正方法について説明する。波長多重光をλ
（波長間隔Δλ）とする。入力導波路に波長多重光λを
入射すると、出力導波路にそれぞれλ１、λ２、… 、
λＮが分波されるものとする。FIG. 3 shows a method of correcting the center wavelength by the correction output waveguide. Hereinafter, a method of correcting the center wavelength by the correction output waveguide will be described. Λ for wavelength multiplexed light
(Wavelength interval Δλ). When wavelength-multiplexed light λ enters the input waveguide, λ1, λ2, ...
Let λN be demultiplexed.
【００４４】入力導波路１０２から入射された波長多重
光１１７は上記と同様に入力側スラブ導波路１０４、ア
レイ導波路回折格子１０５を伝搬する。さらに出力側ス
ラブ導波路１０６において、波長毎にそれぞれの方向に
伝搬され、それぞれ出力導波路側端面１１５に集光され
る。このとき、（６）式より、波長がδλだけずれた光
信号は、集光方向がδθだけ傾くことになる。逆にδθ
だけ傾いた出力導波路１０７あるいは補正用出力導波路
１０８を使用すれば、中心波長をδλだけ補正すること
ができる。ただし、出力導波路と補正用出力導波路は離
散的に配置されているので、中心波長の補正量も離散的
となる。出力導波路１０７と補正用出力導波路１０８の
隣接する導波路の角度間隔がΔθｏｕｔ（一定）であれ
ば、使用する出力導波路１０７（補正用出力導波路１０
８も含む）をｋ本だけシフトさせれば、補正前の中心波
長１１８に対し、ｋΔλ（ｋ＝±１、±２、・・）だけ
シフトされた補正後の中心波長１１９を得ることができ
る。The wavelength multiplexed light 117 incident from the input waveguide 102 propagates through the input side slab waveguide 104 and the arrayed waveguide diffraction grating 105 as described above. Further, in the output-side slab waveguide 106, each wavelength is propagated in each direction and is condensed on the output-waveguide-side end surface 115. At this time, according to the equation (6), an optical signal whose wavelength is deviated by δλ has a converging direction inclined by δθ. Conversely, δθ
The center wavelength can be corrected by δλ by using the output waveguide 107 or the correction output waveguide 108 which is inclined by only. However, since the output waveguide and the correction output waveguide are arranged discretely, the correction amount of the central wavelength is also discrete. If the angular interval between the adjacent waveguides of the output waveguide 107 and the correction output waveguide 108 is Δθout (constant), the output waveguide 107 to be used (correction output waveguide 10
8) is also shifted by k lines, the corrected central wavelength 119 shifted by kΔλ (k = ± 1, ± 2, ...) With respect to the uncorrected central wavelength 118 can be obtained. .
【００４５】図４は補正用入力導波路１０３による中心
波長の補正方法を示している。以下、波長多重光をλ
（波長間隔Δλ）とする。入力導波路１０２に波長多重
光λを入射すると、出力導波路１０７にそれぞれλ１、
λ２、・・、λＮが分波されるものとする。FIG. 4 shows a method of correcting the center wavelength by the correction input waveguide 103. Hereafter, the wavelength multiplexed light is
(Wavelength interval Δλ). When wavelength-multiplexed light λ is input to the input waveguide 102, λ1 and λ1 are input to the output waveguide 107, respectively.
It is assumed that λ2, ..., λN are demultiplexed.
【００４６】入力導波路１０２に対してθinだけ傾いた
補正用入力導波路１０３に波長多重光を入射した場合を
考える。補正用入力導波路１０３に入射された波長多重
光１１７は、入力導波路１０２に入射された場合と同様
に、補正用入力導波路１０３、入力側スラブ導波路１０
４を伝搬し、アレイ導波路回折格子１０５に入射され
る。ただし、補正用入力導波路１０３は入力導波路１０
２に対してθinだけ傾いている。そのため、アレイ導波
路回折格子１０５に入射する時、波長多重光１１７の等
位相面１２０は、入力導波路１０２から入射した場合に
比べ、θinだけ傾いている。従って、アレイ導波路回折
格子１０５から出力側スラブ導波路１０６に出射される
ときも、波長多重光の等位相面１２１は、入力導波路１
０２から入射した場合に比べ、それぞれθinだけ傾いて
いる。つまり、集光方向もそれぞれθinだけ傾くことに
なる。Consider a case in which wavelength-multiplexed light is incident on the correction input waveguide 103 which is inclined by θin with respect to the input waveguide 102. The wavelength-multiplexed light 117 incident on the correction input waveguide 103 is input to the correction input waveguide 103 and the input-side slab waveguide 10 in the same manner as when it is incident on the input waveguide 102.
4 and is incident on the arrayed waveguide diffraction grating 105. However, the correction input waveguide 103 is the input waveguide 10
It is inclined by θin with respect to 2. Therefore, when entering the arrayed waveguide diffraction grating 105, the equiphase surface 120 of the wavelength-multiplexed light 117 is inclined by θin as compared with the case where it is entered from the input waveguide 102. Therefore, even when the light is emitted from the arrayed-waveguide diffraction grating 105 to the output-side slab waveguide 106, the equiphase surface 121 of the wavelength-multiplexed light remains in the input waveguide 1.
Compared to the case of incidence from 02, each is inclined by θin. That is, the light collecting direction is also inclined by θin.
【００４７】ここで、アレイ導波路回折格子において、
波長差δλに対する分波方向の角度の差をδθとする
と、補正用入射導波路１０３による集光方向のシフト量
θinは、波長のシフト量 δλin＝（δλ／δθ）θin （７） に相当する。従って、θinだけ傾いた補正用入力導波路
１０３を使用すれば、中心波長をδλinだけ補正するこ
とができる。ただし、入力導波路１０２と補正用入力導
波路１０３は離散的に配置されているので、中心波長の
補正量も離散的となる。入力導波路１０２と補正用入力
導波路１０３の隣接する導波路の角度間隔をΔθin（一
定）とすると、入力導波路からｍ本だけ離れた補正用入
力導波路１０３を使用すれば、 ｍ・（Δθin／Δθout ）・Δλ （８） （ｍ＝±１、土２、・・） だけ中心波長を補正することができる。Here, in the arrayed waveguide diffraction grating,
When the angle difference in the demultiplexing direction with respect to the wavelength difference δλ is δθ, the shift amount θin in the focusing direction by the correction incident waveguide 103 corresponds to the wavelength shift amount δλin = (δλ / δθ) θin (7) . Therefore, if the correction input waveguide 103 inclined by θin is used, the central wavelength can be corrected by δλin. However, since the input waveguide 102 and the correction input waveguide 103 are arranged discretely, the correction amount of the central wavelength is also discrete. Assuming that the angle interval between the adjacent waveguides of the input waveguide 102 and the correction input waveguide 103 is Δθin (constant), if the correction input waveguide 103 separated by m from the input waveguide is used, m · ( Δθin / Δθout) · Δλ (8) (m = ± 1, soil 2, ...) The center wavelength can be corrected.
【００４８】以上より、補正用入力導波路１０３および
補正用出力導波路１０８の両方を使用したとき、中心波
長の補正量δλは、 δλ＝｛ｋ＋ｍ・（Δθin／Δθout ）｝ ・Δλ （９） （ｋ＝±１、±２、・・、ｍ＝士１、±２、・・） ただし、Δθin ： 入力導波路および補正用入力導波
路の導波路間角度 Δθout ： 出力導波路および補正用出力導波路の導波
路間角度 Δλ ： 波長多重光の分波間隔 となる。From the above, when both the correction input waveguide 103 and the correction output waveguide 108 are used, the correction amount δλ of the center wavelength is δλ = {k + m · (Δθin / Δθout)} · Δλ (9) (K = ± 1, ± 2, ..., m = Person 1, ± 2, ...) where Δθin: Angle between waveguides of input waveguide and input waveguide for correction Δθout: Output waveguide and output for correction Inter-waveguide angle Δλ: It is the demultiplexing interval of wavelength multiplexed light.
【００４９】他の実施例、変形例 本発明の光波長合分波器はガラス基板上に作製されたも
のだけでなく、半導体基板等に作製されたものについて
も応用できる。また、コア、クラッド、バッファ層につ
いても、ガラス系の材料だけでなく半導体材料など、光
学的に透明な材料を用いて形成されたものについて適用
可能である。Other Embodiments and Modifications The optical wavelength multiplexer / demultiplexer of the present invention can be applied not only to those manufactured on a glass substrate but also to those manufactured on a semiconductor substrate or the like. Further, the core, the clad, and the buffer layer can be applied not only to a glass-based material but also to a material formed of an optically transparent material such as a semiconductor material.
【００５０】また、複数の入力導波路、等間隔でない出
力導波路、等間隔でない補正用入力導波路、等間隔でな
い補正用出力導波路についても適用可能である。The present invention is also applicable to a plurality of input waveguides, output waveguides that are not equidistant, correction input waveguides that are not equidistant, and correction output waveguides that are not equidistant.
【００５１】[0051]
【発明の効果】通常、アレイ導波路格子型光波長合分波
器は、プロセス偏差等に非常に敏感であった。とくにそ
の中心波長に関しては非常に敏感でそのため、歩留まり
が非常に小さかった。The arrayed-waveguide grating type optical wavelength multiplexer / demultiplexer is usually very sensitive to process deviation and the like. In particular, the center wavelength was very sensitive, so the yield was very small.
【００５２】以上説明したように本発明の光波長合分波
器を用いれば、中心波長の補正が可能となり、波長多重
を利用した光通信システムにおいて計り知れないほど大
きな効果が期待される。As described above, if the optical wavelength multiplexer / demultiplexer of the present invention is used, the center wavelength can be corrected, and an immeasurable effect is expected in an optical communication system using wavelength division multiplexing.
【図１】本発明の光波長合分波器の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
【図２】本発明の光波長合分波器の波長分波の原理図で
ある。FIG. 2 is a principle diagram of wavelength demultiplexing of the optical wavelength multiplexer / demultiplexer of the present invention.
【図３】本発明の光波長合分波器の補正用出力導波路に
よる中心波長補正の原理図である。FIG. 3 is a principle diagram of center wavelength correction by the correction output waveguide of the optical wavelength multiplexer / demultiplexer of the present invention.
【図４】本発明の光波長合分波器の補正用入力導波路に
よる中心波長補正の原理図である。FIG. 4 is a principle diagram of center wavelength correction by a correction input waveguide of the optical wavelength multiplexer / demultiplexer of the present invention.
【図５】従来の光波長合分波器の概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a conventional optical wavelength multiplexer / demultiplexer.
【図６】図５の従来の光波長合分波器の断面図を示し、
（ａ）は図５のＡ−Ａ断面、（ｂ）は図５のＢ−Ｂ断
面、（ｃ）は、図５のＣ−Ｃ断面、（ｄ）は図５のＤ−
Ｄ断面を示す図である。FIG. 6 shows a cross-sectional view of the conventional optical wavelength multiplexer / demultiplexer of FIG.
5A is a cross section taken along line AA of FIG. 5, FIG. 5B is a cross section taken along line BB of FIG. 5, FIG. 5C is a cross section taken along line CC of FIG. 5, and FIG.
It is a figure which shows the D cross section.
【図７】従来の光波長合分波器の波長分波の原理図であ
る。FIG. 7 is a principle diagram of wavelength demultiplexing of a conventional optical wavelength multiplexer / demultiplexer.
１０１ 基板 １０２ 入力導波路 １０３ 補正用入力導波路 １０４ 入力側スラブ導波路 １０５ アレイ導波路回折格子 １０６ 出力側スラブ導波路 １０７ 出力導波路 １０８ 補正用出力導波路 １０９ 入力導波路側端面 １１０ アレイ導波路側端面 １１１ 曲率中心 １１２ 曲率中心 １１３ アレイ導波路側端面 １１４ 曲率中心 １１５ 出力導波路側端面 １１６ 曲率中心 １１７ 波長多重光 １１８ 補正前の中心波長 １１９ 補正後の中心波長 １２０ 等位相面 １２１ 等位相面 １２２ チャネル導波路 ２０１ 基板 ２０２ 入力導波路 ２０３ 入力側スラブ導波路 ２０４ アレイ導波路回折格子 ２０５ 出力側スラブ導波路 ２０６ 出力用導波路 ２０７ バッファ層 ２０８ コア ２０９ クラッド ２１０ チャネル導波路 ２１１ 波長多重光 ２１２ アレイ導波路側端面 ２１３ 等位相面 ２１４ アレイ導波路側端面 ２１５ 出力導波路側端面 ２１６ 曲率中心 ２１７ 曲率中心 101 Substrate 102 Input Waveguide 103 Correction Input Waveguide 104 Input Side Slab Waveguide 105 Array Waveguide Diffraction Grating 106 Output Side Slab Waveguide 107 Output Waveguide 108 Correction Output Waveguide 109 Input Waveguide Side End Surface 110 Array Waveguide Side end surface 111 Curvature center 112 Curvature center 113 Array waveguide side end surface 114 Curvature center 115 Output waveguide side end surface 116 Curvature center 117 Wavelength multiplexed light 118 Central wavelength before correction 119 Central wavelength after correction 120 Equal phase surface 121 Equal phase surface 122 channel waveguide 201 substrate 202 input waveguide 203 input side slab waveguide 204 array waveguide diffraction grating 205 output side slab waveguide 206 output waveguide 207 buffer layer 208 core 209 clad 210 channel waveguide 211 wavelength multiplexed light 212 array Waveguide side end surface 213 Equal phase surface 214 Array waveguide side end surface 215 Output waveguide side end surface 216 Curvature center 217 Curvature center
Claims (18)
路と、該入力導波路に接続され平板構造を有する入力側
スラブ導波路と、該入力導波路に接続され導波路長がＬ
ｉ（ｉ＝１、２、３、・・）の複数のチャネル導波路か
らなるアレイ導波路回折格子と、該アレイ導波路回折格
子に接続された出力側スラブ導波路と、該出力側スラブ
導波路側に接続された複数本の出力導波路とを備えた光
波長合分波器において、前記入力導波路の両側に１本ま
たは複数本の補正用入力導波路を形成したことを特徴と
する光波長合分波器。1. A substrate, an input waveguide formed on the substrate, an input-side slab waveguide connected to the input waveguide and having a flat plate structure, and a waveguide length L connected to the input waveguide.
i (i = 1, 2, 3, ...) Array waveguide diffraction grating consisting of a plurality of channel waveguides, an output-side slab waveguide connected to the array waveguide diffraction grating, and an output-side slab waveguide In an optical wavelength multiplexer / demultiplexer having a plurality of output waveguides connected to the waveguide side, one or a plurality of correction input waveguides are formed on both sides of the input waveguide. Optical wavelength multiplexer / demultiplexer.
入力導波路と、該入力導波路に接続され平板構造を有す
る入力側スラブ導波路と、該入力導波路に接続され導波
路長がＬｉ（ｉ＝１、２、３、・・）の複数のチャネル
導波路からなるアレイ導波路回折格子と、該アレイ導波
路回折格子に接続された出力側スラブ導波路と、該出力
側スラブ導波路側に接続された複数本の出力導波路とを
備えた光波長合分波器を用意し、前記複数の出力導波路
にそれぞれ出力側光ファイバを接続し、それぞれの出力
側光ファイバへ分波される波長の中心波長が所望の値と
なるように前記複数の入力導波路のいずれかの入力導波
路に入力側光ファイバを接続することを特徴とする光デ
バイスの製造方法。2. A substrate, a plurality of input waveguides formed on the substrate, an input-side slab waveguide connected to the input waveguide and having a flat plate structure, and a waveguide connected to the input waveguide. An arrayed-waveguide diffraction grating composed of a plurality of channel waveguides having a length of Li (i = 1, 2, 3, ...), an output-side slab waveguide connected to the arrayed-waveguide diffraction grating, and the output-side An optical wavelength multiplexer / demultiplexer having a plurality of output waveguides connected to the slab waveguide side is prepared, and an output side optical fiber is connected to each of the plurality of output waveguides. A method for manufacturing an optical device, characterized in that an input side optical fiber is connected to any one of the plurality of input waveguides so that the center wavelength of the demultiplexed wavelengths has a desired value.
と、該入力導波路に接続され平板構造を有する入力側ス
ラブ導波路と、該入力導波路に接続され導波路長がＬｉ
（ｉ＝１、２、３、．．）の複数のチャネル導波路から
なるアレイ導波路回折格子と、該アレイ導波路回折格子
に接続された出力側スラブ導波路と、該出力側スラブ導
波路側に接続された複数本の出力導波路とを備えた光波
長合分波器において、前記出力導波路の両側に１本また
は複数本の補正用出力導波路を形成したことを特徴とす
る光波長合分波器。3. A substrate, an input waveguide formed on the substrate, an input-side slab waveguide connected to the input waveguide and having a flat plate structure, and a waveguide length connected to the input waveguide having a waveguide length of Li.
Array waveguide diffraction grating composed of a plurality of channel waveguides (i = 1, 2, 3, ...), Output slab waveguide connected to the array waveguide diffraction grating, and output slab waveguide In the optical wavelength multiplexer / demultiplexer having a plurality of output waveguides connected to the side, one or a plurality of correction output waveguides are formed on both sides of the output waveguide. Wavelength multiplexer / demultiplexer.
と、該入力導波路に接続され平板構造を有する入力側ス
ラブ導波路と、該入力導波路に接続され導波路長がＬｉ
（ｉ＝１、２、３、．．）の複数のチャネル導波路から
なるアレイ導波路回折格子と、該アレイ導波路回折格子
に接続された出力側スラブ導波路と、該出力側スラブ導
波路側に接続された複数本の出力導波路とを備えた光波
長合分波器を用意し、入力側光ファイバを前記入力導波
路に接続し、前記複数本の出力導波路の本数より少ない
本数の出力側光ファイバを用意し、それら出力側光ファ
イバへ分波される波長の中心波長が所望の値となるよう
に前記複数本の出力導波路のいずれかに出力側光ファイ
バをそれぞれ接続することを特徴とする光デバイスの製
造方法。4. A substrate, an input waveguide formed on the substrate, an input-side slab waveguide connected to the input waveguide and having a flat plate structure, and a waveguide length Li connected to the input waveguide.
Array waveguide diffraction grating composed of a plurality of channel waveguides (i = 1, 2, 3, ...), Output slab waveguide connected to the array waveguide diffraction grating, and output slab waveguide An optical wavelength multiplexer / demultiplexer having a plurality of output waveguides connected to the side is prepared, an input side optical fiber is connected to the input waveguide, and the number smaller than the number of the plurality of output waveguides. The output side optical fibers are prepared, and the output side optical fibers are respectively connected to any one of the plurality of output waveguides so that the center wavelength of the wavelengths branched to the output side optical fibers becomes a desired value. An optical device manufacturing method characterized by the above.
路と、該入力導波路に接続され平板構造を有する入力側
スラブ導波路と、該入力導波路に接続され導波路長がＬ
ｉ（ｉ＝１、２、３、・・）の複数のチャネル導波路か
らなるアレイ導波路回折格子と、該アレイ導波路回折格
子に接続された出力側スラブ導波路と、該出力側スラブ
導波路側に接続された複数本の出力導波路とを備えた光
波長合分波器において、前記入力導波路の両側に１本ま
たは複数本の補正用入力導波路を形成し、かつ前記出力
導波路の両側に１本または複数本の補正用出力導波路を
形成したことを特徴とする光波長合分波器。5. A substrate, an input waveguide formed on the substrate, an input-side slab waveguide connected to the input waveguide and having a flat plate structure, and a waveguide length L connected to the input waveguide.
i (i = 1, 2, 3, ...) Array waveguide diffraction grating consisting of a plurality of channel waveguides, an output-side slab waveguide connected to the array waveguide diffraction grating, and an output-side slab waveguide In an optical wavelength multiplexer / demultiplexer having a plurality of output waveguides connected to the waveguide side, one or a plurality of correction input waveguides are formed on both sides of the input waveguide, and the output waveguide is provided. An optical wavelength multiplexer / demultiplexer, wherein one or more correction output waveguides are formed on both sides of the waveguide.
入力導波路と、該入力導波路に接続され平板構造を有す
る入力側スラブ導波路と、該入力導波路に接続され導波
路長がＬｉ（ｉ＝１、２、３、・・）の複数のチャネル
導波路からなるアレイ導波路回折格子と、該アレイ導波
路回折格子に接続された出力側スラブ導波路と、該出力
側スラブ導波路側に接続された複数本の出力導波路とを
備えた光波長合分波器を用意すると共に、前記入力導波
路に接続するための入力側光ファイバと、前記出力導波
路に接続するための出力導波路の本数より少ない本数の
出力側光ファイバを用意し、出力側光ファイバへ分波さ
れる波長の中心波長が所望の値となるように、前記複数
本の入力導波路のいずれかに入力側光ファイバを、前記
複数本の出力導波路のいずれかに出力光ファイバをそれ
ぞれ接続することを特徴とする光デバイスの製造方法。6. A substrate, a plurality of input waveguides formed on the substrate, an input-side slab waveguide connected to the input waveguide and having a flat plate structure, and a waveguide connected to the input waveguide. An arrayed-waveguide diffraction grating composed of a plurality of channel waveguides having a length of Li (i = 1, 2, 3, ...), an output-side slab waveguide connected to the arrayed-waveguide diffraction grating, and the output-side An optical wavelength multiplexer / demultiplexer having a plurality of output waveguides connected to the slab waveguide side is prepared, and an input side optical fiber for connecting to the input waveguide and the output waveguide are connected. To prepare a number of output side optical fibers less than the number of output waveguides for, in order that the center wavelength of the wavelength demultiplexed to the output side optical fiber has a desired value, Input side optical fiber to either of the output waveguides An optical device manufacturing method, characterized in that an output optical fiber is connected to any of the above.
において、上記アレイ導波路回折格子の中心軸と上記入
力導波路の中心軸とが一致することを特徴とする請求項
１，３，５いずれかに記載の光波長合分波器。7. The central axis of the arrayed waveguide diffraction grating and the central axis of the input waveguide are coincident with each other near the connection portion with the input side slab waveguide. 5. The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of 5 above.
において、上記アレイ導波路回折格子の中心軸と上記入
力導波路の中心軸とが一致しないことを特徴とする請求
項１，３，５いずれかに記載の光波長合分波器。8. The central axis of the arrayed-waveguide diffraction grating and the central axis of the input waveguide do not coincide with each other in the vicinity of a connection portion with the input-side slab waveguide. 5. The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of 5 above.
において、上記アレイ導波路回折格子の中心軸と上記出
力導波路の中心軸とが一致することを特徴とする請求項
１，３，５，７，８いずれかに記載の光波長合分波器。9. The central axis of the arrayed waveguide diffraction grating and the central axis of the output waveguide coincide with each other in the vicinity of a connection portion with the output side slab waveguide. The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of 5, 7, and 8.
近において、上記アレイ導波路回折格子の中心軸と上記
出力導波路の中心軸とが一致しないことを特徴とする請
求項１，３，５，７，８いずれかに記載の光波長合分波
器。10. The central axis of the arrayed waveguide diffraction grating and the central axis of the output waveguide do not coincide with each other near the connection portion with the output side slab waveguide. The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of 5, 7, and 8.
近において、上記出力導波路と上記補正用出力導波路
が、放射状に配置され、それら導波路間の角度が一定で
あることを特徴とする請求項１，３，５，７〜１０いず
れかに記載の光波長合分波器。11. The output waveguide and the correction output waveguide are radially arranged in the vicinity of a connection portion with the output-side slab waveguide, and an angle between the waveguides is constant. The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to claim 1, 3, 5, 7 to 10.
近において、上記出力導波路と上記補正用出力導波路
が、放射状に配置され、それら導波路間の角度が一定で
ないことを特徴とする請求項１，３，５，７〜１０いず
れかに記載の光波長合分波器。12. The output waveguide and the correction output waveguide are arranged radially in the vicinity of a connection portion with the output slab waveguide, and an angle between the waveguides is not constant. An optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of claims 1, 3, 5, 7 to 10.
近において、上記入力導波路と上記補正用入力導波路
が、放射状に配置され、それら導波路間の角度が一定で
あることを特徴とする請求項１，３，５，７〜１２いず
れかに記載の光波長合分波器。13. The input waveguide and the correction input waveguide are radially arranged in the vicinity of a connection portion with the input-side slab waveguide, and an angle between the waveguides is constant. The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of claims 1, 3, 5, 7 to 12.
近において、上記入力導波路と上記補正用入力導波路
が、放射状に配置され、それら導波路間の角度が一定で
ないことを特徴とする請求項１，３，５，７〜１２いず
れかに記載の光波長合分波器。14. The input waveguide and the correction input waveguide are arranged radially in the vicinity of a connection portion with the input-side slab waveguide, and the angle between the waveguides is not constant. The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of claims 1, 3, 5, 7 to 12.
ル導波路の導波路長Ｌｉ（ｉ＝１、２、３、・・・）の
導波路長差ΔＬが下式を満たすようにするとともに、 ΔＬ＝λ・ｍ／ｎｅｆｆ （λ：使用波長、ｎｅｆｆ ：実行屈折率、ｍ：正の整
数） 上記チャネル導波路を長さの順に配置した請求項１，
３，５，７〜１４いずれかに記載の光波長合分波器。15. The waveguide length difference ΔL of the waveguide length Li (i = 1, 2, 3, ...) Of the channel waveguides of the arrayed waveguide diffraction grating satisfies the following equation, and ΔL = Λ · m / neff (λ: wavelength used, neff: effective refractive index, m: positive integer) The channel waveguides are arranged in order of length.
The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of 3, 5, 7 to 14.
チャネル導波路のコア寸法を、使用波長域で、シングル
モード条件が成り立つような寸法としたことを特徴とし
た請求項１，３，５，７〜１５いずれかに記載の光波長
合分波器。16. The core dimensions of the channel waveguides forming the arrayed waveguide diffraction grating are set so that a single mode condition is satisfied in a used wavelength range. The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of 7 to 15.
導波路が、上記入出力スラブ導波路との接続部におい
て、その導波路のコア幅がスラブ導波路の方向に緩やか
に増加するようなテーパ構造であることを特徴とする、
請求項１，３，５，７〜１６いずれかに記載の光波長合
分波器。17. A taper such that a waveguide forming the arrayed waveguide diffraction grating has a core width of the waveguide that gradually increases in a direction of the slab waveguide at a connection portion with the input / output slab waveguide. Characterized by being a structure,
An optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of claims 1, 3, 5, 7 to 16.
導波路が、上記入出力スラブ導波路との接続部におい
て、その導波路のコア幅がスラブ導波路の方向に緩やか
に増加するようなテーパ構造であることを特徴とする、
請求項１，３，５，７〜１７いずれかに記載の光波長合
分波器。18. A taper such that a waveguide forming the arrayed waveguide diffraction grating has a core width of the waveguide gradually increasing in a direction of the slab waveguide at a connection portion with the input / output slab waveguide. Characterized by being a structure,
An optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of claims 1, 3, 5, 7 to 17.
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|---|---|---|---|
| JP20261495A JP3246710B2 (en) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | Optical device manufacturing method |
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| JPH0949936A true JPH0949936A (en) | 1997-02-18 |
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ID=16460316
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20261495A Expired - Lifetime JP3246710B2 (en) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | Optical device manufacturing method |
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