JPH10227936A - ハイブリッド平面型光回路とその作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる種類の光回路（ＰＬＣ）を簡便な方法
で接続して、低コストで高機能なハイブリット平面型光
回路を実現する。 【解決手段】第１ＰＬＣ１１と、このＰＬＣ１１とは異
なる種類の第２ＰＬＣ１２とを接続する。ＰＬＣ１１、
１２には光導波路１６とは別に少なくとも２本の接続用
光導波路１５が設けられる。ＰＬＣ１１と１２の接続工
程において、ＰＬＣ１１、１２に設けた少なくとも２本
の接続用光導波路１５を用いて調心するので、両者の接
続が容易となる。ＰＬＣ１２には光導波路１６の折り返
し構造を有する。この折り返し構造のため、多芯光ファ
イバ（光入出力用光ファイバ）１４を一方のＰＬＣ１１
にのみ配設できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド平面
型光回路とその作製方法に関し、特に高機能で、構成簡
便、低コストな光回路を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、平面基板にコア、クラッドからな
る光導波路を作製して各種の光回路（ＰＬＣ）を構成す
る平面型光回路についての研究開発が盛んに進められて
おり、光通信、光ネットワークシステムに適用されよう
としている。

【０００３】一方、ＰＬＣの応用が拡大するにつれ、高
機能化の要求が高まってきている。具体的には、高速ス
イッチ、光増幅、レーザ等の機能をＰＬＣに付与するこ
と、およびＰＬＣの光入出力ポート数を増加することが
求められるようになってきている。

【０００４】それらの高機能化の要求を満たすために、
従来から下記のような手法が試みられていた。

【０００５】・半導体素子、ＬｉＮｂＯ₃ （ＬＮ）など
とのハイブリッド化 ・ＥｒドープＰＬＣの作製 ・基板サイズの拡大

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の手法では、半導体素子搭載部を有する
ＰＬＣ、ＥｒドープＰＬＣ等の特殊なＰＬＣを作製する
には、そのプロセス、製造装置ともに複雑になるという
点があった。また、あらたな機能を付加するために特殊
なＰＬＣを通常のＰＬＣと同一基板に作製することは製
造コストが増加するという点があった。さらに、基板サ
イズの拡大にも製品の許容空間等から限界があった。

【０００７】そのため、以上のような課題を克服した、
高機能で低損失、高安定、低コストな光回路が求められ
ていた。

【０００８】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、光回路構成における上記のような課題
を解決し、異なる種類のＰＬＣを接続して、低コストで
高機能なＰＬＣを実現することの可能なハイブリッド平
面型光回路とその作製方法を提供することにある。

【０００９】本発明のさらなる目的は、上記目的に加え
て、上記異なる種類のＰＬＣの接続に関してより簡便な
構成を持つハイブリッド平面型光回路とその作製方法を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、平面基板上に形成された互いに
異なる機能を有する複数の光導波回路の端面同士が相互
に光入出力可能に接続され、前記接続された複数の光導
波回路の光入出力位置に光入出力用光ファイバが接続さ
れたことを特徴とする。

【００１１】ここで、前記複数の光導波回路の各々は、
前記機能を満たすための光導波路とは独立に、前記光入
出力用光ファイバとの接続に使用する接続用光導波路を
少なくとも２本以上有しているとすることができる。

【００１２】さらに、前記複数の光導波回路の内の少な
くとも１つには光の進行方向を逆にする光導波路の折り
返し構造が含まれているとすることができる。

【００１３】さらに、前記折り返し構造によって光の入
出力位置が前記複数の光導波路の内の１つの光導波回路
の一端面のみに配されて、該一端面に前記光入出力用光
ファイバが接続されるとすることができる。

【００１４】さらに、前記折り返し構造によって導波光
が前記複数の光導波回路の内の特定の光導波回路を複数
回通過する構成とすることができる。

【００１５】さらに、前記光入出力用光ファイバが、前
記光導波回路との接続時に使用する接続用光ファイバと
共に、一つの筐体内に収容されているとすることができ
る。

【００１６】さらに、前記複数の光導波回路のうちの１
つには半導体光素子を搭載する部分が形成されていると
することができる。

【００１７】また、請求項８の発明は、平面基板上に形
成された複数の光導波回路間、または光導波回路と光入
出力用光ファイバとを接続するハイブリッド平面型光回
路の作製方法において、前記光導波回路に予め設けられ
た接続用光導波路に光を導波して、前記光入出力用光フ
ァイバと光導波回路または複数の光導波回路同士の調心
を基板に対して平行な方向、垂直な方向および回転方向
に関して行った後、前記光導波路回路の所望の光導波路
に光を導波しながら、前記光入出力用光ファイバまたは
前記光導波回路を前記回転方向に所望の回転角で回転さ
せる工程と基板に対して平行な方向、垂直な方向に関し
て調心する工程とを順次繰り返しながら、光導波路から
の光出力が最大となるように調心して、前記光入出力用
光ファイバと前記光導波回路間の接続固定または前記複
数の光導波回路同士の接続固定を行うことを特徴とす
る。

【００１８】本発明では、上記のように、複数の回路に
対して接続用の光導波路と、折り返し構造の光導波路と
を設けた回路構成にしたので、高機能の光回路をコンパ
クト化して実現することができる。

【００１９】また、本発明では、必要に応じて光ファイ
バを片側にのみに接続する回路構成としたので、接続時
間の短縮が得られ、かつ信頼性の向上が図られる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００２１】図１は本発明によるハイブリッド平面型光
回路の基本構成の概念を示す平面図である。ここで、１
１は第１のＰＬＣ（光回路）、１２は第１のＰＬＣ１１
とは異なる種類の第２のＰＬＣであり、これらＰＬＣ１
１、１２を密着して、または透明部材（例えば、ガラス
板）を介して配置する。１３は光ファイバをＰＬＣに固
定するための光ファイバ固定用ブロック、１４は多芯光
ファイバ、１５は接続用光導波路、および１６は折り返
し構造を有する光導波路である。第１のＰＬＣ１１と光
ファイバ固定用ブロック１３とで光ファイバ部品１７が
構成される。

【００２２】図１に示すように、２本以上の接続用光導
波路１５をその導波路の両端部が接続すべきＰＬＣ１
１、１２の両脇に位置するように、それらＰＬＣ１１、
１２を貫いて配設する。また、多段に数多くの回路を接
続することを避けるために、接続するＰＬＣ１１、１２
内に折り返し構造の光導波路１６を配設する。この光導
波路１６の折り返し構造により、光ファイバ１４を第１
のＰＬＣ１１の片側にのみ接続することも可能となり、
また入力用光ファイバ部品と出力用光ファイバ部品とを
第１のＰＬＣ１１の同一端面にそれぞれ固定することが
可能となる。

【００２３】更に、図１に示すように、光入出力用の光
ファイバ１４を１つの光ファイバ固定用ブロック１３に
あらかじめ配置して固定した光ファイバ部品１７をＰＬ
Ｃ１１の端面に対して接着固定することも可能である。
この固定には、接着剤を用いた接着、融着、圧着などを
用いることができる。

【００２４】図１に示す光部品を実現するには、光ファ
イバと光導波路間、または光導波路と光導波路間の高精
度な調心が必要である。

【００２５】折り返し構造の無いＰＬＣ１１と光ファイ
バ部品１７を接続する際には、従来の方法をそのまま用
いることが可能である。すなわち、その従来の方法と
は、ＰＬＣ１１の光導波路とその光導波路に接続すべき
光ファイバの組を２つ選んで接続し、各々の光ファイバ
から光導波路側へ光を入射させて、光導波路端から出射
される光の強度が最大となるように調心する方法であ
る。この従来の方法を採用した場合、接続初期の段階で
は、光導波路の配列軸と光ファイバの配列軸は平行には
なっておらず、一定量θだけずれているので、この角度
ずれを補正して双方の軸方向を揃える必要がある。この
角度ずれを補正する工程は、以下により実現される。

【００２６】まず、上記の２組の光導波路と光ファイバ
の内、一方の組について接続端面に平行な方向（ｘ，ｙ
方向）、および垂直な方向（ｚ方向）で調心し、その時
の位置ｐ１を決める。次に、他方の光導波路と光ファイ
バの組についても同様な方法によって位置ｐ２を決め
る。そして、得られた位置情報ｐ１，ｐ２からずれ量θ
を求め、光ファイバもしくは光導波路をその光軸まわり
に、このずれを補正する方向にθだけ回転させる。以上
により、光導波路の配列軸と光ファイバの配列軸は平行
となる。

【００２７】この後、ｘ，ｙ方向およびｚ方向の調心を
するが、すでに光導波路の配列軸と光ファイバの配列軸
は平行となっているので、一方の光導波路と光ファイバ
について調心すれば、他方の光導波路と光ファイバは自
動的に調心されている。

【００２８】現実には、部品寸法の誤差等により上記し
た１回ずつの工程では、２組の光導波路と光ファイバ間
で最良の光結合が得られないので、さらに上記工程を繰
り返して出射強度を最大にする。しかしながら、この方
法の適用範囲は位置ｐ１と位置ｐ２が独立に決定できる
場合に限られる。

【００２９】次に、折り返し構造を有するＰＬＣ１２と
折り返し構造の無いＰＬＣ１１とを調心する場合を考え
る。この場合には、上記のような従来方法は適用できな
い。なぜなら、光を入射する光導波路（１６）とその光
を受ける出射側の光導波路（１６）がＰＬＣの同一端面
上に形成されているため、入射側の導波路位置ｐ１の調
心と出射側の導波路位置ｐ２の調心を独立にできないか
らである。すなわち入射側の導波路位置ｐ１を得ようと
すれば出力側導波路からの出射強度をモニタする必要が
あり、このためには回転方向の調心を必要とする。従っ
て、平行な方向（ｘ，ｙ方向）、垂直な方向（ｚ方
向）、回転方向（θ方向）の４方向の調心を順次行うこ
ととなり、調心時間は膨大となるという問題があった。

【００３０】そこで、本発明では、回折り返し構造を有
するＰＬＣ１２と折り返し構造の無いＰＬＣ１１に対し
て接続用導波路１５を新たに設けることによって、上記
問題を解決した。以下に本発明によるその新規な工程を
示す。

【００３１】まず、上述した従来方法を用いて接続用導
波路間１５の調心を行う。この調心によってＰＬＣ１２
とＰＬＣ１１のθ方向はほぼ合わせることができる。次
に、折り返し構造を有する導波路１６に光を入射させ
て、回転方向に微小角度分だけ回転させる工程によって
ＰＬＣ１２またはＰＬＣ１１を回転させる。そして、平
行な方向と垂直な方向を調心する工程によってＰＬＣ１
２とＰＬＣ１１を調心する。上記の回転させる工程と平
行方向と垂直方向の調心をする工程を順に繰り返しなが
ら、出射強度が最大となるように調心を行う。本発明に
よるこの調心方法によれば、調心にかかる時間を大幅に
削減することが可能となる。さらに、微小角度を変化さ
せて出射強度が最大となる近傍では、微小角度を小さく
することによって調心精度を向上させることができる。

【００３２】上述した本発明の実施形態によれば、(1)
異なる種類の光回路を接続することにより高機能な光回
路を提供することができ、(2) 異なる種類の光回路の接
続が簡便になり製造コストが低下し、(3) 接続用ファイ
バ部品の点数が減少し、(4)た各光回路に適合した製造
条件で各回路を別々に製造することが可能であるので、
各回路の特性および均一性が向上し、かつ、接続条件を
簡便化しているので部品全体の歩留りが向上し、これに
より、低コスト化が図れる。更に、本発明の実施形態に
よれば、(5) ファイバ部品と光回路、あるいは光回路同
士を接続固定する際に効率的かつ高精度な接続固定が可
能となる。

【００３３】

【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００３４】（第１実施例）本発明の第１実施例では、
アレー導波路（ＡＷＧ）型光合分波器と熱光学（ＴＯ）
スイッチとを接続して、３２チャンネル波長多重（ＷＤ
Ｍ）用アッド−ドロップ（Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ；ＡＤ；合
波−除去）回路を作製した。

【００３５】図２は本実施例で作製したＡＤ（Ａｄｄ−
Ｄｒｏｐ）回路の構造を示す。ここで、２０は多芯光フ
ァイバ、２１は入出力用ファイバ部品、２２はＡＷＧを
含む光回路（アレー導波路型光合分波器）、および２３
はＴＯスイッチを含む光回路である。また、２４〜２７
はそれぞれ同一特性を有するＡＷＧ、２８ａ，２８ｂは
接続用光導波路、および２９はガラス板である。

【００３６】光回路２３には、ＡＷＧの折り返し構造が
形成されており、入出力ファイバは光回路２２の片側だ
けに接続する構造になっている。入出力ファイバは６本
からなり、その内の２本は接続用（接続用光導波路）に
使用し、他の４本はＡＤ回路の入出力用（ＡＷＧ）であ
る。各ＡＷＧ２４〜２７からは３２チャンネルの導波路
が出ており、従って光回路２２と２３の接続部では３２
×４＋２の導波路が接続される。２つの光回路２２と２
３の接続では光導波路の間隔を５０μｍとすることで、
接続領域を狭くし、接続損失の均一性を上げることがで
きる。

【００３７】本実施例のＡＤ回路は以下のような機能を
有する。

【００３８】ポートＣからＡＷＧ２４に入る光は、ＡＷ
Ｇ２４で分波され、各波長毎に光回路２３のＴＯスイッ
チに入る。ドロップしたい波長に対応するＴＯスイッチ
では、スイッチを切り替える。ドロップされた波長の光
はＡＷＧ２７に入り合波されドロップポートのＢから出
力される。ドロップされない波長の光はＡＷＧ２６に入
り合波されメインポートのＡから出力される。

【００３９】加えたい波長の場合は、その波長の光をポ
ートＤから入れ、ＡＷＧ２５で分波し、対応するＴＯス
イッチを切り替えることによりメインポートＡに導入す
ることができる。

【００４０】このＡＤ回路では、波長間のクロストーク
を少なくするために、ＴＯスイッチの消光比を高くする
必要がある。ＴＯスイッチの消光光は、３ｄＢ方向性結
合器の結合率に依存し、作製条件により変化する。ＡＷ
Ｇ回路２２とＴＯスイッチ回路２３では作製条件が異な
ることがあるので、これらの回路２２、２３は別々に作
製することによりＴＯスイッチの歩留りを挙げることが
できる。

【００４１】図２に示すＡＤ回路を作製するために、光
回路２２と２３をＳｉ基板上の石英系光導波路で構成す
ることとした。用いた石英系光導波路のコアサイズを６
×７μｍ、コアとクラッドの比屈折率差Δを０．７５％
とした。光回路２２と２３を別々にＳｉ基板上に公知の
石英系光導波路作製方法で作製し、それぞれ波長特性お
よびスイッチング特性を評価した。それぞれの回路に最
適の条件で作製できたので、両者の回路特性は良好であ
ることを上記評価により確認した。

【００４２】接続のために光回路２２と２３の端面を研
磨した。研磨によるピッチング（局部的または点状に生
じた浸蝕）を防ぐために、研磨する側の導波路上には補
強用のガラス板２９を接着固定した。研磨後、光回路２
２に入出力用ファイバ部品２１を接続し、次に光回路２
２と２３を接続した。

【００４３】従来の公知の接続方法を用いたのでは、光
回路の接続に際して、特に光回路２２と２３の接続のよ
うに入力と出力が同一端面にあるような光導波路を用い
て調心する場合には、前述したように入出力端が同時に
動くためにその調心は非常に困難である。従って、今回
は以下の工程で調心接続を行った。

【００４４】ファイバ部品と光回路または光回路同士を
接続する際には、接続用光導波路２８ａ，２８ｂに光を
導波してファイバ部品２１と光回路２２、または光回路
２２、２３同士の調心を、基板に対して平行な方向、垂
直な方向および回転方向に関して行った後、ＡＷＧまた
はＴＯスイッチを構成している光導波路２４〜２７に光
を導波しながらファイバ部品２１または光回路２２（ま
たは２３）を回転方向に０．１°の回転角で回転させる
工程と、平行な方向、垂直な方向に関して調心する工程
を繰り返しながら出力光導波路から光出力が最大となる
ように調心して、ファイバ部品２１と光回路２２間の接
続または光回路２２、２３同士の接続固定を行った。

【００４５】この工程では、接続用光導波路２８ａ，２
８ｂを用いることによって、以上の接続を簡便に行うこ
とができた。

【００４６】作製したＡＤ回路の３２波長に対応するス
ペクトル特性を評価した。各チャンネルの損失は１５ｄ
Ｂ以下であり、光回路２２と２３の接続による過剰損失
も平均０．５ｄＢと見積もられた。また、各チャンネル
のスイッチング特性においても、すべて消光比は１５ｄ
Ｂ以上で、良好な結果が得られた。

【００４７】以上の結果により、ＡＷＧ回路とＴＯスイ
ッチ回路という異なる機能の回路同士を接続するデバイ
ス構造において、従来の単一基板では不可能であった３
２チャンネルという大規模でかつ良好な特性を有するＡ
Ｄ回路を効率的に作製することが可能となることが明確
となった。

【００４８】さらに、入出力光導波路を光回路の片側に
形成したことで、１つのファイバ部品２１のみの接続が
可能となり、接続工程の効率化・低コスト化が向上し
た。

【００４９】（第２実施例）本発明の第２実施例では一
対の石英系光導波路を電気光学（ＥＯ）スイッチを構成
するＬｉＮｂＯ₃ （ＬＮ）導波路で接続して１×８スイ
ッチを作製した。

【００５０】１×８スイッチの各スイッチはマッハ・ツ
ェンダー干渉計（ＭＺＩ：Mach-Zehnder Interferomete
r) 型で、２個の３ｄＢカップラとこの両者を結合する
２本の導波路アームから構成される。本実施例では、３
ｄＢカップラと２本の導波路アームをそれぞれ石英系導
波路とＬＮ導波路で構成することにより、自由度のある
設計が可能となり、低損失、コンパクト、高速のスイッ
チを実現した。

【００５１】図３に本実施例で作製した１×８スイッチ
の構造を示し、図４に従来の１×８スイッチ構成の概念
を示し、図５にＭＺＩスイッチの構造を示し、図６は本
実施例の１×８スイッチ構成の概念を示す。

【００５２】図３において、３１は入力用光ファイバ部
品、３２は石英系導波路で構成された光回路( パート
I)、３３は電極パターンを含むＬＮ回路、３４は石英系
導波路で構成された光回路( パート II) 、３５は出力
用光ファイバ部品、３６ａ，３６ｂは接続用光導波路、
および４０は電極パターンである。図４〜図６におい
て、３７はマッハ・ツェンダー干渉計（ＭＺＩ）スイッ
チ、３８は３ｄＢカップラ、および３９は導波路アーム
である。

【００５３】１×８スイッチは、合計７個のスイッチか
ら構成される。各スイッチ３７は図５に示すようにマッ
ハ・ツェンダー干渉計（ＭＺＩ）型で、２個の３ｄＢカ
ップラ３８と両者を結合する２本の導波路アーム３９か
ら構成される。本実施例では、この導波路アーム３９を
ＬＮで構成し、３ｄＢカップラ３８を含めてその他の導
波路部分を石英系導波路で構成する。

【００５４】図４に示すように、従来の１×８スイッチ
は、７個のスイッチ３７を３列に分けて長手方向配置し
ているので、この構成ではＬＮも３列分必要である。従
って、石英系導波路とＬＮとの接続は６カ所となるた
め、作製に時間がかかる構造であった。これに対し、本
実施例では、図６に示すように、７個のスイッチ３７を
一列に並べる配置にしており、入射された光はＬＮを３
回通りながらスイッチングされる１×８スイッチを構成
することを可能としている。この構成ではＬＮを１列だ
け接続されているので、作製が簡単である。

【００５５】本実施例では、上記の３ｄＢカップラと２
本の導波路アームをそれぞれ石英系導波路とＬＮで構成
することとし、図３に示すように、１４個の３ｄＢカッ
プラを７個ずつ石英系光回路３２と３４に作製し、１４
本の導波路アームをＬＮ回路３３に作製した。また、光
回路３２および３４には、折り返し構造が形成されてお
り、導波路はつづら折りになっている。

【００５６】各構成要素では、入力光ファイバは光回路
３２の片側に接続される。入力光ファイバ部品３１には
３本の光ファイバがあり、その内の２本の光ファイバ３
６ａ、３６ｂは接続用に使用する。従って、入力ポート
の数は１個である。

【００５７】光回路３２および３４には、上に述べたよ
うに、ＭＺＩスイッチを構成する３ｄＢカップラのうち
の片側の７個つづがそれぞれ含まれる。各３ｄＢカップ
ラには、ＬＮ回路３３と接続する導波路と折り返しの導
波路とが両脇に構成される。ＬＮ回路３３は、合計１４
＋２＝１６本の直線導波路および複数の電極４０とで構
成され、曲線の導波路は含まれていない。この１６本の
直線導波路のうちの２本は接続用（接続用光導波路）で
ある。各直線導波路の両側（両端）には、光回路３２お
よび３４に含まれる３ｄＢカップラが接続されて、ＭＺ
Ｉスイッチが構成される。

【００５８】出力光ファイバは光回路３４のＬＮと接続
される反対側の出力側に接続される。出力光ファイバ部
品３５には１０本の光ファイバがあり、その内の２本の
光ファイバは接続用に使用する。従って、出力ポートの
数は８個である。

【００５９】以上の構成により、曲率半径の小さい曲線
導波路を作製することが困難なＬＮ回路３３では直線導
波路だけを構成要素としているので、複雑な１×８スイ
ッチを構成することができる。

【００６０】このような構成により、１個の入力ポート
から入射した光は各段のスイッチで切り替えられ、８個
の出力ポートのいずれかに出力される。

【００６１】図３に示す１×８スイッチ回路を作製する
ため、まず、光回路３２と３４を公知の石英系光導波路
作製方法で同一Ｓｉ基板上に作製した。このとき用いた
石英系光導波路のコアサイズを６×７μｍ、コアとクラ
ッドの比屈折率差Δを０．７５％とした。この作製後、
光回路３２と３４をそれぞれ１つづつ切り出して光学特
性を評価したところ、両者の３ｄＢカップラの特性が良
好であることを確認できた。

【００６２】ＬＮ回路３３については、公知の拡散法
（例えば、metal in-diffusion法のような熱拡散法）で
作製した電極付き直線導波路を用いた。

【００６３】接続を行うために、ＬＮ回路３３および光
回路３２，３４の端面を研磨した。研磨によるチッピン
グを防ぐために、研磨する側の導波路上には補強用のガ
ラス板（図示しない）を接着固定した。この研磨後、光
回路３２に入力用光ファイバ部品３１を、光回路３４に
出力用光ファイバ部品３５を接続用光導波路３６ａ，３
６ｂを用いて調心し接続した。最後に、光回路３２、３
４間にＬＮ回路３３を接続した。その際、接続用光導波
路３６ａ，３６ｂを用いて調心することにより、以上の
接続を簡便に行うことができた。

【００６４】このようにして作製した１×８スイッチの
スイッチング特性を評価した。この評価において、スイ
ッチングにより８つの出力ポートへ切り替える動作を確
認した。入出力間の損失は４ｄＢ以下であり、ポート間
の均一性も１ｄＢと良好であった。光回路の接続による
過剰損失も平均０．５ｄＢと見積もられた。また、スイ
ッチング特性についても、消光比１５ｄＢ以上、スイッ
チング電圧７Ｖ以下、スイッチングスピード１０ｎｓ以
下が全ポートで確保された。

【００６５】以上の結果により、本発明のデバイス構造
において、従来は作製が困難であった高速の１×８スイ
ッチを高歩留りで作製することができ、本発明の有効性
が確認された。

【００６６】本実施例では、３ｄＢカップラと２本の導
波路アームをそれぞれ石英系導波路とＬＮで構成するこ
とにより、自由度のある設計が可能となり、低損失、コ
ンパクト、高速のスイッチを達成した。さらに、７個の
スイッチを一列に並べる構成により、作製を簡便にし
た。以上により、本実施例によれば、石英系導波路にお
ける低損失でかつ曲率半径が小さく複雑な設計が可能で
あるという特徴と、ＬＮにおける高速のスイッチング特
性とを合わせ持つデバイスを構成することができること
が確認できた。

【００６７】（第３実施例）本発明の第３実施例では、
ＡＷＧ型光合分波器とＬＤ（半導体レーザ）搭載平面型
光回路（ＰＬＣ）とを接続し、８チャンネル波長多重
（ＷＤＭ）用光源を作製した。

【００６８】図７に本実施例で作製した８チャンネルＷ
ＤＭ用光源の構造を示す。ここで４１は出力用光ファイ
バ部品、４２はＡＷＧ（アレー導波路）を含む光回路、
４３はＬＤ搭載ＰＬＣ、４４はＬＤ搭載部、４５ａ，４
５ｂは接続用光導波路、および４６はガラス板である。

【００６９】光回路４２には、２本の接続用の導波路４
５ａ，４５ｂが形成されている。出力光ファイバ部品４
１は３本の光ファイバを収容し、そのうちの２本の光フ
ァイバは接続用に、残りの１本の光ファイバはＷＤＭ光
源の出力用に使用する。

【００７０】ＬＤ搭載ＰＬＣ４３のＬＤ搭載部４４に
は、ＡＷＧの８つの透過波長に対応した８個のＤＦＢ−
ＬＤ（分布帰還型半導体レーザ）が搭載される。またＬ
Ｄ搭載ＰＬＣ４３には２本の接続用の導波路４５ａ，４
５ｂが形成されている。ＬＤ搭載部４４の各ＬＤからの
出力は光回路４２でＡＷＧ合波され、出力用光ファイバ
４１から出力される。

【００７１】このＬＤ搭載部４４を形成するためには、
電極形成、ＬＤの搭載部分のエッチング等の複雑なプロ
セスが必要である。ＬＤ搭載部のサイズは一般に１０×
１５ｍｍであり、ＡＷＧ光回路に比べてはるかに小さ
い。ＬＤ搭載部とＡＷＧ光回路を同一基板上に作製する
ことは可能ではあるが、プロセスが複雑化するためにウ
ェハ当たりの回路数が少なく、歩留りも低くなる。これ
は、ＡＷＧ光回路とＬＤ搭載部の作製条件が異なるから
である。そこで、本実施例では、下記のようにＡＷＧ光
回路とＬＤ搭載部とを別々に作製することにより、歩留
りを上げ、複雑なプロセスであるＬＤ搭載部のＬＤの個
数を増やすことで製造コストを下げることができるよう
にした。

【００７２】図７に示すＷＤＭ光源回路を作製するため
に、ＡＷＧ光回路４２とＬＤ搭載部付き光回路（ＬＤ搭
載ＰＬＣ）４３とをＳｉ基板上に別々のプロセスで作製
した。このとき用いた石英系光導波路のコアサイズを６
×７μｍ、コアとクラッドの比屈折率差Δを０．７５％
とした。この作製後、ＬＤ搭載ＰＬＣ４３のＬＤ搭載部
４４上に複数個のＬＤを搭載した。ＡＷＧ光回路４２と
ＬＤ搭載ＰＬＣ４３をそれぞれの回路に最適の条件で作
製できたので、両者の回路特性は良好であることが確認
できた。

【００７３】接続のために、光回路４２と４３の両端を
研磨した。この研磨によるチッピングを防ぐために、研
磨する側の導波路上には補強用のガラス板４６を接着固
定した。この研磨後、光回路４２に出力用光ファイバ部
品４１を接続し、次に光回路４２と４３を接続した。接
続用光導波路４５ａ，４５ｂを調心に用いることによっ
て、ＬＤを駆動させること無く、以上の接続を簡便にす
ることができた。

【００７４】このようにして作製したＷＤＭ用光源（８
チャンネル波長多重用光源）の８波長に対応するスペク
トル特性を評価した。この評価において、各チャンネル
のＬＤ出力とも０ｄＢｍ以上であり、光回路４２と４３
の接続による過剰損失も平均０．３ｄＢと見積もられ、
良好な結果が得られた。

【００７５】以上の結果により、本発明によるデバイス
構造において、低コストでコンパクトなＷＤＭ用光源を
作製することができ、本発明の有効性が確認された。

【００７６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の２種類以上
の導波路を接続したハイブリッド平面型光回路において
は、複数の光回路を接続するための光導波路（接続用光
導波路）を少なくとも２本以上有し、また、複数の光回
路のうちの少なくとも１つの光回路には同一側面に入力
と出力のそれぞれのポートが形成される。本発明による
この構成によれば、以下の効果を奏する。

【００７７】(1) 上記構成によれば、ハイブリッドデバ
イスの作製において接続回数および接続プロセスの負担
を軽減できる。

【００７８】(2) 精度の高い接続が比較的短時間で可能
であり、各光回路の特徴を生かしたハイブリッド回路を
容易に作製できる。従って、従来はハイブリッド回路は
接続に時間がかかり、接続損失も高かったという欠点が
解消され、高機能デバイスを低コストで実現できる。

【００７９】(3) 曲線の導波路の作製が困難な光回路に
おける高効率の機能と、低損失で曲線の導波路の作製が
容易な光回路とを利用して、コンパクトで高機能のデバ
イスを実現できる。

【００８０】(4) 上記構造によれば、半導体光部品を搭
載した光回路のように片側からしか出力のない回路でも
容易に接続可能である。これにより、作製プロセスコス
トの高い半導体搭載用光回路を効率よく利用することが
できる。

【００８１】(5) 片側からしか出力の無い光回路と光フ
ァイバ部品との接続、または複数の光回路同士の接続に
よって構成されるハイブリッド平面型光回路を高効率か
つ高精度に作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のハイブリッド平面型光回路の基本構造
を示す概略平面図である。

【図２】本発明の第１実施例で作製したＡＤ（Add-Dro
p) 回路の構造を示す概略平面図である。

【図３】本発明の第２実施例で作製した１×８スイッチ
の構造を示す概略平面図である。

【図４】従来の１×８スイッチの構成を示す概念図であ
る。

【図５】ＭＺＩ（マッハ−ツェンダ干渉計）スイッチの
構造図である。

【図６】本発明の第２実施例の１×８スイッチの構成を
示す概念図である。

【図７】本発明の第３実施例で作製した８チャンネル波
長多重（ＷＤＭ）用光源の構造を示す概略平面図であ
る。

【符号の説明】

１１ 第１のＰＬＣ（平面型光回路） １２ ＰＬＣ１１とは異なる種類の第２のＰＬＣ １３ 光ファイバ固定用ブロック １４ 多芯光ファイバ １５ 接続用光導波路 １６ 折り返し構造を有する光導波路 １７ 入出力用光ファイバ部品 ２１ 入出力用光ファイバ部品 ２２ ＡＷＧ（アレー導波路）を含む光回路 ２３ ＴＯ（熱光学）スイッチを含む光回路 ２４〜２７ ＡＷＧ ２８ａ，２８ｂ 接続用光導波路 ２９ ガラス板 ３１ 入力用光ファイバ部品 ３２ 石英系導波路で構成された光回路( パートI) ３３ 電極パターンを含むＬＮ（ＬｉＮｂＯ₃ ）回路 ３４ 石英系導波路で構成された光回路( パート II) ３５ 出力用光ファイバ部品 ３６ａ，３６ｂ 接続用光導波路 ３７ ＭＺＩスイッチ ３８ ３ｄＢカップラ ３９ 導波路アーム ４０ 電極パターン ４１ 出力用光ファイバ部品 ４２ ＡＷＧを含む光回路 ４３ ＬＤ搭載ＰＬＣ ４４ ＬＤ搭載部 ４５ａ，４５ｂ 接続用光導波路 ４６ ガラス板

フロントページの続き (72)発明者 岡本 勝就 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面基板上に形成された互いに異なる機
   能を有する複数の光導波回路の端面同士が相互に光入出
   力可能に接続され、前記接続された複数の光導波回路の
   光入出力位置に光入出力用光ファイバが接続されたこと
   を特徴とするハイブリッド平面型光回路。
2. 【請求項２】 前記複数の光導波回路の各々は、前記機
   能を満たすための光導波路とは独立に、前記光入出力用
   光ファイバとの接続に使用する接続用光導波路を少なく
   とも２本以上有していることを特徴とする請求項１に記
   載のハイブリッド平面型光回路。
3. 【請求項３】 前記複数の光導波回路の内の少なくとも
   １つには光の進行方向を逆にする光導波路の折り返し構
   造が含まれていることを特徴とする請求項１または２に
   記載のハイブリッド平面型光回路。
4. 【請求項４】 前記折り返し構造によって光の入出力位
   置が前記複数の光導波路の内の１つの光導波回路の一端
   面のみに配されて、該一端面に前記光入出力用光ファイ
   バが接続されることを特徴とする請求項３に記載のハイ
   ブリッド平面型光回路。
5. 【請求項５】 前記折り返し構造によって導波光が前記
   複数の光導波回路の内の特定の光導波回路を複数回通過
   する構成としたことを特徴とする請求項４に記載のハイ
   ブリッド平面型光回路。
6. 【請求項６】 前記光入出力用光ファイバが、前記光導
   波回路との接続時に使用する接続用光ファイバと共に、
   一つの筐体内に収容されていることを特徴とする請求項
   ３に記載のハイブリッド平面型光回路。
7. 【請求項７】 前記複数の光導波回路のうちの１つには
   半導体光素子を搭載する部分が形成されていることを特
   徴とする請求項１または２記載のハイブリッド平面型光
   回路。
8. 【請求項８】 平面基板上に形成された複数の光導波回
   路間、または光導波回路と光入出力用光ファイバとを接
   続するハイブリッド平面型光回路の作製方法において、 前記光導波回路に予め設けられた接続用光導波路に光を
   導波して、前記光入出力用光ファイバと光導波回路また
   は複数の光導波回路同士の調心を基板に対して平行な方
   向、垂直な方向および回転方向に関して行った後、 前記光導波路回路の所望の光導波路に光を導波しなが
   ら、前記光入出力用光ファイバまたは前記光導波回路を
   前記回転方向に所望の回転角で回転させる工程と基板に
   対して平行な方向、垂直な方向に関して調心する工程と
   を順次繰り返しながら、光導波路からの光出力が最大と
   なるように調心して、 前記光入出力用光ファイバと前記光導波回路間の接続固
   定または前記複数の光導波回路同士の接続固定を行うこ
   とを特徴とするハイブリッド平面型光回路の作製方法。