JP2001013336A - 光波長合分波器 - Google Patents
光波長合分波器Info
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- G02B6/12016—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the input or output waveguides, e.g. tapered waveguide ends, coupled together pairs of output waveguides
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 光源の波長変動に対する損失変動が小さく、
かつ安定した光信号の合分波が可能な光波長合分波器を
提供する。 【解決手段】アレイ導波路回折格子１０６と、前記入力
用チャネル導波路１０２及びアレイ導波路回折格子１０
６を接続する扇形の入力側スラブ導波路１０４と、前記
出力用チャネル導波路１０８及び前記アレイ導波路回折
格子１０６を接続する扇形の出力側スラブ導波路１０７
とを設け、前記入力側スラブ導波路１０４及び前記アレ
イ導波路回折格子１０６の接続部、又は前記出力側スラ
ブ導波路１０７及び前記アレイ導波路回折格子１０６の
接続部のうちの少なくとも一方において、アレイ導波路
格子１０６を構成する各チャネル導波路１０５の中心軸
と、それぞれ隣接するチャネル導波路１０５の中心軸と
の間隔を、全チャネル導波路１０５にわたって徐々に変
化させる。
かつ安定した光信号の合分波が可能な光波長合分波器を
提供する。 【解決手段】アレイ導波路回折格子１０６と、前記入力
用チャネル導波路１０２及びアレイ導波路回折格子１０
６を接続する扇形の入力側スラブ導波路１０４と、前記
出力用チャネル導波路１０８及び前記アレイ導波路回折
格子１０６を接続する扇形の出力側スラブ導波路１０７
とを設け、前記入力側スラブ導波路１０４及び前記アレ
イ導波路回折格子１０６の接続部、又は前記出力側スラ
ブ導波路１０７及び前記アレイ導波路回折格子１０６の
接続部のうちの少なくとも一方において、アレイ導波路
格子１０６を構成する各チャネル導波路１０５の中心軸
と、それぞれ隣接するチャネル導波路１０５の中心軸と
の間隔を、全チャネル導波路１０５にわたって徐々に変
化させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光波長合分波器に
関し、特に、光源の波長変動に対する損失変動が小さ
く、かつ安定した光信号の合分波が可能な光波長合分波
器に関する。
関し、特に、光源の波長変動に対する損失変動が小さ
く、かつ安定した光信号の合分波が可能な光波長合分波
器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光波長多重通信において、波長の異なる
複数の光信号の合波又は分波（合分波）をする光波長合
分波器としてアレイ導波路回折格子が有望視され、種々
提案されている（特開平４−１１６６０７号公報、特開
平４−１６３４０６４、特開平４−２２０６２４号公
報、特開平４−３２６３０８４号公報、特開平５−１５
７９２０号公報）。特に、通過帯域特性を平坦化したア
レイ導波路回折格子型光波長合分波器は、光源の波長変
動等に対する挿入損失の変動が小さく、安定した光信号
の合分波が可能であるため、光波長多重通信に有用なデ
バイスとして期待されている（米国特許第５４１２７４
４号）。
複数の光信号の合波又は分波（合分波）をする光波長合
分波器としてアレイ導波路回折格子が有望視され、種々
提案されている（特開平４−１１６６０７号公報、特開
平４−１６３４０６４、特開平４−２２０６２４号公
報、特開平４−３２６３０８４号公報、特開平５−１５
７９２０号公報）。特に、通過帯域特性を平坦化したア
レイ導波路回折格子型光波長合分波器は、光源の波長変
動等に対する挿入損失の変動が小さく、安定した光信号
の合分波が可能であるため、光波長多重通信に有用なデ
バイスとして期待されている（米国特許第５４１２７４
４号）。
【０００３】図７は、従来のアレイ導波路回折格子型光
波長合分波器を模式的に示す説明図である。ここでは、
一例として、９つの光信号λ1 〜λ9 （λ1 ＜λ2 ＜…
＜λ 8 ＜λ9 ）を合分波するための光波長合分波器を示
す。図７に示すように、従来の光波長合分波器は、基板
２０１上に、入力導波路２０２と、入力側スラブ導波路
２０４と、長さが後述する△Ｌずつ異なる複数のチャネ
ル導波路２０５で形成したアレイ導波路回折格子２０６
と、出力側スラブ導波路２０７と、９本の出力導波路２
０８とから形成されている。また、入力導波路２０２と
入力側スラブ導波路２０４の接続部には損失波長特性の
通過域特性を平坦化するためのモード変換部２０３が形
成されている。
波長合分波器を模式的に示す説明図である。ここでは、
一例として、９つの光信号λ1 〜λ9 （λ1 ＜λ2 ＜…
＜λ 8 ＜λ9 ）を合分波するための光波長合分波器を示
す。図７に示すように、従来の光波長合分波器は、基板
２０１上に、入力導波路２０２と、入力側スラブ導波路
２０４と、長さが後述する△Ｌずつ異なる複数のチャネ
ル導波路２０５で形成したアレイ導波路回折格子２０６
と、出力側スラブ導波路２０７と、９本の出力導波路２
０８とから形成されている。また、入力導波路２０２と
入力側スラブ導波路２０４の接続部には損失波長特性の
通過域特性を平坦化するためのモード変換部２０３が形
成されている。
【０００４】図８は、従来のアレイ導波路回折格子型光
波長合分波器の所定部位における光信号の電界分布を模
式的に示す説明図であり、図８（ａ）は、モード変換部
２０３のＥ−Ｅ' における光信号の電界分布２０９、図
８（ｂ）は、アレイ導波路回折格子入射端２１０のＦ−
Ｆ' における電界分布２１１、図８（ｃ）は、アレイ導
波路回折格子出射端２１２のＧ−Ｇ' での電界分布２１
３をそれぞれ示す。
波長合分波器の所定部位における光信号の電界分布を模
式的に示す説明図であり、図８（ａ）は、モード変換部
２０３のＥ−Ｅ' における光信号の電界分布２０９、図
８（ｂ）は、アレイ導波路回折格子入射端２１０のＦ−
Ｆ' における電界分布２１１、図８（ｃ）は、アレイ導
波路回折格子出射端２１２のＧ−Ｇ' での電界分布２１
３をそれぞれ示す。
【０００５】図９は、従来のアレイ導波路回折格子型光
波長合分波器の所定部位における光信号の位相分布を模
式的に示す説明図であり、図９（ａ）、図９（ｅ）、図
９（ｆ）は、アレイ導波路回折格子出射端２１２のＧ−
Ｇ' での光信号λ1 、λ5 、λ9 のそれぞれの位相分布
２１４，２１５，２１６を示す。
波長合分波器の所定部位における光信号の位相分布を模
式的に示す説明図であり、図９（ａ）、図９（ｅ）、図
９（ｆ）は、アレイ導波路回折格子出射端２１２のＧ−
Ｇ' での光信号λ1 、λ5 、λ9 のそれぞれの位相分布
２１４，２１５，２１６を示す。
【０００６】図１０は、従来のアレイ導波路回折格子型
光波長合分波器の所定部位における光信号の位相分布の
差を模式的に示す説明図であり、図１０（ａ）及び図１
０（ｂ）は、光信号λ1 、λ9 の位相面２１４，２１６
とλ5 の位相面２１５とのそれぞれの位相分布の差２１
７，２１８を示す。
光波長合分波器の所定部位における光信号の位相分布の
差を模式的に示す説明図であり、図１０（ａ）及び図１
０（ｂ）は、光信号λ1 、λ9 の位相面２１４，２１６
とλ5 の位相面２１５とのそれぞれの位相分布の差２１
７，２１８を示す。
【０００７】図１１は、従来のアレイ導波路回折格子型
光波長合分波器の集光面２１９のＨ−Ｈ' における光信
号λ1 、λ5 、λ9 の電界分布２２０，２２１，２２２
を模式的に示す説明図である。
光波長合分波器の集光面２１９のＨ−Ｈ' における光信
号λ1 、λ5 、λ9 の電界分布２２０，２２１，２２２
を模式的に示す説明図である。
【０００８】以下、図７を用い、かつ適宜他図を参照し
て、従来の光合分波器の作用を説明する。なお、アレイ
導波路回折格子２０６を構成するチャネル導波路２０５
の隣接間の導波路長差△Ｌは、下記式（３）で設計され
ているものとする。 △Ｌ＝２・ｍ・π／β（λ5 ） … （３） （式（３）中、ｍは回折次数（正の整数）を示し、β
（λ5 ）は光信号λ5 に対するチャネル導波路の伝般定
数を示す。）
て、従来の光合分波器の作用を説明する。なお、アレイ
導波路回折格子２０６を構成するチャネル導波路２０５
の隣接間の導波路長差△Ｌは、下記式（３）で設計され
ているものとする。 △Ｌ＝２・ｍ・π／β（λ5 ） … （３） （式（３）中、ｍは回折次数（正の整数）を示し、β
（λ5 ）は光信号λ5 に対するチャネル導波路の伝般定
数を示す。）
【０００９】入力導波路２０２から入射された光信号λ
1 〜λ9 は、モード変換部２０３、入力スラブ導波路２
０４、アレイ導波路回折格子２０５、出力スラブ導波路
２０７、出力導波路２０８の順で伝搬する。
1 〜λ9 は、モード変換部２０３、入力スラブ導波路２
０４、アレイ導波路回折格子２０５、出力スラブ導波路
２０７、出力導波路２０８の順で伝搬する。
【００１０】図８（ａ）に示すように、モード変換部２
０３のＥ−Ｅ' における光信号の電界分布２０９は、左
右対称の双峰状である。
０３のＥ−Ｅ' における光信号の電界分布２０９は、左
右対称の双峰状である。
【００１１】図８（ｂ）に示すように、入力スラブ導波
路２０４のアレイ導波路回折格子２０６の入射端２１０
のＦ−Ｆ' における電界分布２１１は、回折の効果で極
大値、極小値をもつ分布となる。アレイ導波路回折格子
の入射端２１０のＦ−Ｆ' において、光信号は分割さ
れ、各チャネル導波路２０６を入射・伝搬する。
路２０４のアレイ導波路回折格子２０６の入射端２１０
のＦ−Ｆ' における電界分布２１１は、回折の効果で極
大値、極小値をもつ分布となる。アレイ導波路回折格子
の入射端２１０のＦ−Ｆ' において、光信号は分割さ
れ、各チャネル導波路２０６を入射・伝搬する。
【００１２】図８（ｃ）に示すように、アレイ導波路回
折格子２０５の終端２１２のＧ−Ｇ' における電界分布
２１３は、各信号ともに入射端２１０のＦ−Ｆ' での電
界分布２１１を再現する。
折格子２０５の終端２１２のＧ−Ｇ' における電界分布
２１３は、各信号ともに入射端２１０のＦ−Ｆ' での電
界分布２１１を再現する。
【００１３】図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すよう
に、終端２１２のＧ−Ｇ' における光信号λ1 〜λ9 の
位相面２１４は、光信号によって異なっている。ここ
で、前記式（３）より、光信号λ5 の位相面２１５は左
右対称となり、他の光信号の位相面は、アレイ導波路回
折格子終端２１９のＨ−Ｈ' に対して、その伝搬定数に
応じた傾きを生じる。
に、終端２１２のＧ−Ｇ' における光信号λ1 〜λ9 の
位相面２１４は、光信号によって異なっている。ここ
で、前記式（３）より、光信号λ5 の位相面２１５は左
右対称となり、他の光信号の位相面は、アレイ導波路回
折格子終端２１９のＨ−Ｈ' に対して、その伝搬定数に
応じた傾きを生じる。
【００１４】図１０に示すように、位相差はアレイ導波
路回折格子２０６のチャネル導波路２０５において連続
的に変化している。各光信号は、出力スラブ導波路２０
７において、この傾きに応じた方向に伝搬する。したが
って、各光信号は出力スラブ導波路２０７の集光面２１
９の異なる点Ｙ1 〜Ｙ9 （図示せず）にそれぞれ集光す
る。
路回折格子２０６のチャネル導波路２０５において連続
的に変化している。各光信号は、出力スラブ導波路２０
７において、この傾きに応じた方向に伝搬する。したが
って、各光信号は出力スラブ導波路２０７の集光面２１
９の異なる点Ｙ1 〜Ｙ9 （図示せず）にそれぞれ集光す
る。
【００１５】ここで、図１１に示すように、集光面２１
９のＨ−Ｈ' における各信号の電界分布２２０，２２
１，２２２は出力スラブ導波路２０７の収差等の影響を
受ける。光信号λ5 の電界分布２２１はモード変換部２
０３の電界分布２０９を再現して左右対称の双峰状とな
るものの、信号λ1 、λ9 の電界分布２２０，２２１は
左右非対称となる。非対称は、おもに出力スラブ導波路
２０７の収差が原因であるため、集光面２１９のＨ−
Ｈ' の端に集光する光信号ほど大きくなる。集光面２１
９のＨ−Ｈ' において各信号は、各出力導波路２０８に
入射、伝搬し、出力端２２３から別々に取り出すことが
できる。
９のＨ−Ｈ' における各信号の電界分布２２０，２２
１，２２２は出力スラブ導波路２０７の収差等の影響を
受ける。光信号λ5 の電界分布２２１はモード変換部２
０３の電界分布２０９を再現して左右対称の双峰状とな
るものの、信号λ1 、λ9 の電界分布２２０，２２１は
左右非対称となる。非対称は、おもに出力スラブ導波路
２０７の収差が原因であるため、集光面２１９のＨ−
Ｈ' の端に集光する光信号ほど大きくなる。集光面２１
９のＨ−Ｈ' において各信号は、各出力導波路２０８に
入射、伝搬し、出力端２２３から別々に取り出すことが
できる。
【００１６】図１２は、従来のアレイ導波路回折格子型
光波長合分波器の損失波長特性２２４、２２５，２２
６，２２７を模式的に示す説明図である。
光波長合分波器の損失波長特性２２４、２２５，２２
６，２２７を模式的に示す説明図である。
【００１７】図１１及び図１２に示すように、各出力導
波路２０８の挿入損失は、集光面における光信号の電界
分布２２０，２２１，２２２と、各出力導波路２０８の
固有モードの重畳積分で決定される。光信号の電界分布
２２０，２２１，２２２が、波長に応じて集光面２１９
のＨ−Ｈ' 上を移動する。電界分布形状も、光信号の集
光位置がＹ5 近傍から離れるにしたがって非対称とな
る。集光位置がＹ5 近傍では、電界分布形状２２１も左
右対称に近いため、波長がわずかに変動しても、挿入損
矢はあまり変化しない。しかし、集光位置がＹ1 ，Ｙ9
近傍では、電界分布形状２２０，２２２が左右非対称で
あるため、波長が変動すると、挿入損失は大きく変動す
る。したがって、波長λ5 の出力導波路２０８の損失波
長特性２２４は、通過帯域２２７で平坦な特性となるの
に対して、波長λ1 及びλ9 の出力導波路の損失波長特
性２２５，２２６の通過帯域特性は、傾いた特性となら
ざるを得なかった。
波路２０８の挿入損失は、集光面における光信号の電界
分布２２０，２２１，２２２と、各出力導波路２０８の
固有モードの重畳積分で決定される。光信号の電界分布
２２０，２２１，２２２が、波長に応じて集光面２１９
のＨ−Ｈ' 上を移動する。電界分布形状も、光信号の集
光位置がＹ5 近傍から離れるにしたがって非対称とな
る。集光位置がＹ5 近傍では、電界分布形状２２１も左
右対称に近いため、波長がわずかに変動しても、挿入損
矢はあまり変化しない。しかし、集光位置がＹ1 ，Ｙ9
近傍では、電界分布形状２２０，２２２が左右非対称で
あるため、波長が変動すると、挿入損失は大きく変動す
る。したがって、波長λ5 の出力導波路２０８の損失波
長特性２２４は、通過帯域２２７で平坦な特性となるの
に対して、波長λ1 及びλ9 の出力導波路の損失波長特
性２２５，２２６の通過帯域特性は、傾いた特性となら
ざるを得なかった。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の光
波長合分波器によると、出力側スラブ導波路の収差等に
より、損失波長特性の通過帯域特性が平坦にならないの
で、光源の波長が変動したとき、挿入損失が大きく変化
するといった問題があり、必ずしも十分に満足し得るも
のではなかった。
波長合分波器によると、出力側スラブ導波路の収差等に
より、損失波長特性の通過帯域特性が平坦にならないの
で、光源の波長が変動したとき、挿入損失が大きく変化
するといった問題があり、必ずしも十分に満足し得るも
のではなかった。
【００１９】従って、本発明の目的は、光源の波長変動
に対する損失変動が小さく、かつ安定した光信号の合分
波が可能な光波長合分波器を提供することにある。
に対する損失変動が小さく、かつ安定した光信号の合分
波が可能な光波長合分波器を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、以下の光波長合分波器を提供するものであ
る。
成するため、以下の光波長合分波器を提供するものであ
る。
【００２１】［１］基板上に、１本以上の入力用チャネ
ル導波路と、１本以上の出力用チャネル導波路と、導波
路長を最短なものから最長なものへ所定の長さずつ順次
長く設定した複数本のチャネル導波路で構成したアレイ
導波路回折格子と、前記入力用チャネル導波路及びアレ
イ導波路回折格子を接続する扇形の入力側スラブ導波路
と、前記出力用チャネル導波路及び前記アレイ導波路回
折格子を接続する扇形の出力側スラブ導波路とを備えた
光波長合分波器であって、前記入力側スラブ導波路及び
前記アレイ導波路回折格子の接続部、又は前記出力側ス
ラブ導波路及び前記アレイ導波路回折格子の接続部のう
ちの少なくとも一方において、アレイ導波路格子を構成
する各チャネル導波路の中心軸と、それぞれ隣接するチ
ャネル導波路の中心軸との間隔を、全チャネル導波路に
わたって徐々に変化させてなることを特徴とする光波長
合分波器。
ル導波路と、１本以上の出力用チャネル導波路と、導波
路長を最短なものから最長なものへ所定の長さずつ順次
長く設定した複数本のチャネル導波路で構成したアレイ
導波路回折格子と、前記入力用チャネル導波路及びアレ
イ導波路回折格子を接続する扇形の入力側スラブ導波路
と、前記出力用チャネル導波路及び前記アレイ導波路回
折格子を接続する扇形の出力側スラブ導波路とを備えた
光波長合分波器であって、前記入力側スラブ導波路及び
前記アレイ導波路回折格子の接続部、又は前記出力側ス
ラブ導波路及び前記アレイ導波路回折格子の接続部のう
ちの少なくとも一方において、アレイ導波路格子を構成
する各チャネル導波路の中心軸と、それぞれ隣接するチ
ャネル導波路の中心軸との間隔を、全チャネル導波路に
わたって徐々に変化させてなることを特徴とする光波長
合分波器。
【００２２】［２］前記入力側スラブ導波路の前記接続
部及び前記出力側スラブ導波路の前記接続部において、
前記アレイ導波路回折格子を構成する前記チャネル導波
路を、前記入力スラブ導波路及び前記出力側スラブ導波
路に沿ってそれぞれ放射状に配置し、前記各チャネル導
波路の中心軸と、それぞれ隣接するチャネル導波路の中
心軸との間の所定の基準点に対する角度を、全チャネル
導波路にわたって徐々に変化させてなる前記［１］に記
載の光波長合分波器。
部及び前記出力側スラブ導波路の前記接続部において、
前記アレイ導波路回折格子を構成する前記チャネル導波
路を、前記入力スラブ導波路及び前記出力側スラブ導波
路に沿ってそれぞれ放射状に配置し、前記各チャネル導
波路の中心軸と、それぞれ隣接するチャネル導波路の中
心軸との間の所定の基準点に対する角度を、全チャネル
導波路にわたって徐々に変化させてなる前記［１］に記
載の光波長合分波器。
【００２３】［３］前記アレイ導波路回折格子を構成す
る前記チャネル導波路の本数をＮ、前記各チャネル導波
路の番号をｉ、予め定めた基準のチャネル導波路の番号
ｊとしたとき、前記入力側スラブ導波路又は前記出力側
スラブ導波路の前記接続部における第ｉ番目の前記チャ
ネル導波路と第ｉ＋１番目の前記チャネル導波路との間
の前記所定の基準点に対する角度△θｉを、下記式
（１）に示すように、徐々に変化させてなる前記［２］
に記載の光波長合分波器。 △θｉ＝△θｊ・｛１＋ΣＡk ・｜ｉ−ｊ｜k ｝ …（１） （式（１）中、Ａk は定数であり、ｋは１〜Ｎの整数で
ある。）
る前記チャネル導波路の本数をＮ、前記各チャネル導波
路の番号をｉ、予め定めた基準のチャネル導波路の番号
ｊとしたとき、前記入力側スラブ導波路又は前記出力側
スラブ導波路の前記接続部における第ｉ番目の前記チャ
ネル導波路と第ｉ＋１番目の前記チャネル導波路との間
の前記所定の基準点に対する角度△θｉを、下記式
（１）に示すように、徐々に変化させてなる前記［２］
に記載の光波長合分波器。 △θｉ＝△θｊ・｛１＋ΣＡk ・｜ｉ−ｊ｜k ｝ …（１） （式（１）中、Ａk は定数であり、ｋは１〜Ｎの整数で
ある。）
【００２４】［４］前記式（１）において、所定の定数
Ａの範囲を−０，００１≦Ａk ≦０，００１（ｋは１〜
Ｎの整数である）とした前記［３］に記載の光波長合分
波器。
Ａの範囲を−０，００１≦Ａk ≦０，００１（ｋは１〜
Ｎの整数である）とした前記［３］に記載の光波長合分
波器。
【００２５】［５］前記式（１）において、前記アレイ
導波路回折格子を構成するチャネル導波路の本数（Ｎ）
を１とすることにより、前記角度△θｉを下記式（２）
に示すものとした前記［３］又は［４］に記載の光波長
合分波器。 △θｉ＝△θｊ・｛１＋Ａ1 ・｜ｉ−ｊ｜｝ …（２） （式（２）中、Ａ1 は定数であり、Ａ1 ≠０である。）
導波路回折格子を構成するチャネル導波路の本数（Ｎ）
を１とすることにより、前記角度△θｉを下記式（２）
に示すものとした前記［３］又は［４］に記載の光波長
合分波器。 △θｉ＝△θｊ・｛１＋Ａ1 ・｜ｉ−ｊ｜｝ …（２） （式（２）中、Ａ1 は定数であり、Ａ1 ≠０である。）
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しつつ具体的に説明する。図１は、本発明の光
波長合分波器の一実施の形態であるアレイ導波路回折格
子型光波長合分波器を模式的に示す説明図であり、図１
（ａ）は、その全体図で、図１（ｂ）は、アレイ導波路
回折格子部の拡大図である。ここでは、一例として、９
つの光信号λ1 〜λ9 （λ1 ＜λ2 ＜…＜λ8 ＜λ9）
を合分波するための光波長合分波器を示す。
面を参照しつつ具体的に説明する。図１は、本発明の光
波長合分波器の一実施の形態であるアレイ導波路回折格
子型光波長合分波器を模式的に示す説明図であり、図１
（ａ）は、その全体図で、図１（ｂ）は、アレイ導波路
回折格子部の拡大図である。ここでは、一例として、９
つの光信号λ1 〜λ9 （λ1 ＜λ2 ＜…＜λ8 ＜λ9）
を合分波するための光波長合分波器を示す。
【００２７】図１（ａ）に示すように、基板１０１上
に、入力導波路１０２と、入力側スラブ導波路１０４
と、最短なものから最長なものへ前記式（３）に示すΔ
Ｌの長さずつ順次長く設定したＮ本のチャネル導波路１
０５で構成されたアレイ導波路回折格子１０６と、出力
側スラブ導波路１０７と、９本の出力導波路１０８とか
ら形成されている。また、入力導波路１０２と入力側ス
ラブ導波路１０４の接続部には、損失波長特性の通過域
特性を平坦化するためのモード変換部１０３を形成して
いる。
に、入力導波路１０２と、入力側スラブ導波路１０４
と、最短なものから最長なものへ前記式（３）に示すΔ
Ｌの長さずつ順次長く設定したＮ本のチャネル導波路１
０５で構成されたアレイ導波路回折格子１０６と、出力
側スラブ導波路１０７と、９本の出力導波路１０８とか
ら形成されている。また、入力導波路１０２と入力側ス
ラブ導波路１０４の接続部には、損失波長特性の通過域
特性を平坦化するためのモード変換部１０３を形成して
いる。
【００２８】図１（ｂ）に示すように、アレイ導波路格
回折格子１０６を構成する各チャネル導波路１０５は、
入力スラブ導波路１０４の接続部及び出力導波路１０７
の接続部において、入力スラブ導波路１０４及び出力ス
ラブ導波路１０７の基準点１０９，１１０に対して放射
状に配置している。各チャネル導波路１０５がそれぞれ
の隣接するチャネル導波路となす角度△θは、アレイ導
波路回折格子の下側（Ｂ，Ｃ側）から上側（Ｂ 、Ｃ
側）に向かって徐々に変化している。ここで、アレイ導
波路回折格子１０６の第ｉチャネル導波路が、隣接する
第ｉ＋１チャネル導波路とがなす角度△θｉ１１１は、
基準となる第ｊチャネル導波路及びその角度間隔△θｊ
１１２に対して、下記式（４）となるように配置してい
る。 △θｉ＝△θｊ・｛１＋Ａ・｜ｉ−ｊ｜｝ …（４） （式（４）中、ｉはアレイ導波路格子を構成するチャネ
ル導波路の番号、ｊは基準導波路番号、Ａは定数で、Ａ
≠０である。）
回折格子１０６を構成する各チャネル導波路１０５は、
入力スラブ導波路１０４の接続部及び出力導波路１０７
の接続部において、入力スラブ導波路１０４及び出力ス
ラブ導波路１０７の基準点１０９，１１０に対して放射
状に配置している。各チャネル導波路１０５がそれぞれ
の隣接するチャネル導波路となす角度△θは、アレイ導
波路回折格子の下側（Ｂ，Ｃ側）から上側（Ｂ 、Ｃ
側）に向かって徐々に変化している。ここで、アレイ導
波路回折格子１０６の第ｉチャネル導波路が、隣接する
第ｉ＋１チャネル導波路とがなす角度△θｉ１１１は、
基準となる第ｊチャネル導波路及びその角度間隔△θｊ
１１２に対して、下記式（４）となるように配置してい
る。 △θｉ＝△θｊ・｛１＋Ａ・｜ｉ−ｊ｜｝ …（４） （式（４）中、ｉはアレイ導波路格子を構成するチャネ
ル導波路の番号、ｊは基準導波路番号、Ａは定数で、Ａ
≠０である。）
【００２９】本発明では、アレイ導波路回折格子１０６
を構成するチャネル導波路１０５の本数を６０本、所定
の導波路番号ｊを３０、この第３０チャネル導波路と第
３１チャネル導波路とがなす角度間隔△θ30を０．２
（ｄｅｇ．）とし、定数Ａを０．０００２とした。な
お、この定数Ａは、前記式（１）に示すように、値の絶
対値が小さいと補正の効果が弱く、逆に大きすぎると補
正の効果が強すぎるため、−０，００１から０，００１
の範囲とすることが好ましい。
を構成するチャネル導波路１０５の本数を６０本、所定
の導波路番号ｊを３０、この第３０チャネル導波路と第
３１チャネル導波路とがなす角度間隔△θ30を０．２
（ｄｅｇ．）とし、定数Ａを０．０００２とした。な
お、この定数Ａは、前記式（１）に示すように、値の絶
対値が小さいと補正の効果が弱く、逆に大きすぎると補
正の効果が強すぎるため、−０，００１から０，００１
の範囲とすることが好ましい。
【００３０】図２は、本発明の光波長合分波器の一実施
の形態であるアレイ導波路回折格子型光波長合分波器の
所定部位における電界分布を模式的に示す説明図であ
り、図２（ａ）は、光信号のモード変換部１０３のＡ−
Ａ' での電界分布１１３、図２（ｂ）は、アレイ導波路
回折格子入射端１１４のＢ−Ｂ' での電界分布１１５、
図２（ｃ）は、アレイ導波路回折格子出射端１１６のＣ
−Ｃ' での電界分布１１７をそれぞれ示す。
の形態であるアレイ導波路回折格子型光波長合分波器の
所定部位における電界分布を模式的に示す説明図であ
り、図２（ａ）は、光信号のモード変換部１０３のＡ−
Ａ' での電界分布１１３、図２（ｂ）は、アレイ導波路
回折格子入射端１１４のＢ−Ｂ' での電界分布１１５、
図２（ｃ）は、アレイ導波路回折格子出射端１１６のＣ
−Ｃ' での電界分布１１７をそれぞれ示す。
【００３１】図３は、本発明の光波長合分波器の一実施
の形態であるアレイ導波路回折格子型光波長合分波器の
所定部位における光信号の位相分布を模式的に示す説明
図であり、図３（ａ）は、アレイ導波路回折格子入射端
１１４のＢ−Ｂ' における光信号λ1 、λ9 の位相分布
１１８、図３（ｂ）は、アレイ導波路回折格子出射端１
１６における光信号λ1 、λ9 の位相分布１１９をそれ
ぞれ示す。
の形態であるアレイ導波路回折格子型光波長合分波器の
所定部位における光信号の位相分布を模式的に示す説明
図であり、図３（ａ）は、アレイ導波路回折格子入射端
１１４のＢ−Ｂ' における光信号λ1 、λ9 の位相分布
１１８、図３（ｂ）は、アレイ導波路回折格子出射端１
１６における光信号λ1 、λ9 の位相分布１１９をそれ
ぞれ示す。
【００３２】図４は、本発明の光波長合分波器の一実施
の形態であるアレイ導波路回折格子型光波長合分波器の
所定部位における光信号の位相差を模式的に示す説明図
であり、図４（ａ）は、光信号λ1 とλ5 との位相差１
２０、図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、光信号λ3 、λ
7 、λ9 と、λ5 との位相差１２１，１２２，１２３を
それぞれ示す。
の形態であるアレイ導波路回折格子型光波長合分波器の
所定部位における光信号の位相差を模式的に示す説明図
であり、図４（ａ）は、光信号λ1 とλ5 との位相差１
２０、図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、光信号λ3 、λ
7 、λ9 と、λ5 との位相差１２１，１２２，１２３を
それぞれ示す。
【００３３】図５は、本発明の光波長合分波器の一実施
の形態であるアレイ導波路回折格子型光波長合分波器の
集光面１２４における光信号λ1 、λ3 、λ5 、λ7 、
λ9の電界分布１２５，１２６，１２７，１２８，１２
９をそれぞれ示す。ここで、アレイ導波路回折格子１０
６の隣接チャネル導波路の導波路長差△Ｌは、前記式
（３）を満足するように設計している。
の形態であるアレイ導波路回折格子型光波長合分波器の
集光面１２４における光信号λ1 、λ3 、λ5 、λ7 、
λ9の電界分布１２５，１２６，１２７，１２８，１２
９をそれぞれ示す。ここで、アレイ導波路回折格子１０
６の隣接チャネル導波路の導波路長差△Ｌは、前記式
（３）を満足するように設計している。
【００３４】以下、図１を用い、かつ適宜他図を参照し
て、本発明の光波長合分波器の作用を説明する。
て、本発明の光波長合分波器の作用を説明する。
【００３５】光信号λ1 〜λ9 は、入力導波路１０２、
モード変換部１０３、入力スラブ導波路１０４、アレイ
導波路回折格子１０６、出力スラブ導波路１０７、出力
導波路１０８の順で伝搬する。まず、入力導波路１０２
からアレイ導波路入射端１１４までの伝搬について説明
する。
モード変換部１０３、入力スラブ導波路１０４、アレイ
導波路回折格子１０６、出力スラブ導波路１０７、出力
導波路１０８の順で伝搬する。まず、入力導波路１０２
からアレイ導波路入射端１１４までの伝搬について説明
する。
【００３６】図１（ａ）に示すように、入射端１３０か
ら入射された光信号λ1 〜λ9 は、入力導波路１０２か
らモード変換部１０３へと伝搬する。光信号λ1 〜λ9
はモード変換部１０３のＡ−Ａ' で、双峰状の電界分布
１１３に変形される。
ら入射された光信号λ1 〜λ9 は、入力導波路１０２か
らモード変換部１０３へと伝搬する。光信号λ1 〜λ9
はモード変換部１０３のＡ−Ａ' で、双峰状の電界分布
１１３に変形される。
【００３７】図１（ｂ）に示すように、光信号λ1 〜λ
9 は入力スラブ導波路１０４において回折の効果により
広げられ、図２（ｂ）に示すように、アレイ導波路回折
格子入射端１１４のＢ−Ｂ' では、極大値、極小値をも
つ分布１１５となる。
9 は入力スラブ導波路１０４において回折の効果により
広げられ、図２（ｂ）に示すように、アレイ導波路回折
格子入射端１１４のＢ−Ｂ' では、極大値、極小値をも
つ分布１１５となる。
【００３８】図３（ａ）に示すように、位相分布１１８
は、モード変換部１０３において電界分布を双峰状にし
たことにより、一部にπだけずれた分布１２９を持つ形
状となる。
は、モード変換部１０３において電界分布を双峰状にし
たことにより、一部にπだけずれた分布１２９を持つ形
状となる。
【００３９】次に、アレイ導波路回折格子１０６から出
力導波路１０８までの光信号の様子について説明する。
なお、この部分では光信号の波長によって伝搬の様子が
異なるため、まず前記式（３）を満足するλ5 について
説明し、次にその他の光信号について説明する。
力導波路１０８までの光信号の様子について説明する。
なお、この部分では光信号の波長によって伝搬の様子が
異なるため、まず前記式（３）を満足するλ5 について
説明し、次にその他の光信号について説明する。
【００４０】図１（ｂ）に示すように、光信号λ5 はア
レイ導波路回折格子入射端１１４のＢ−Ｂ' において、
各チャネル導波路１０６に入射・分割され、それぞれの
チャネル導波路内を伝搬する。アレイ導波路回折格子終
端１１６のＣ−Ｃ' では再び一つに収束する。
レイ導波路回折格子入射端１１４のＢ−Ｂ' において、
各チャネル導波路１０６に入射・分割され、それぞれの
チャネル導波路内を伝搬する。アレイ導波路回折格子終
端１１６のＣ−Ｃ' では再び一つに収束する。
【００４１】図２（ｃ）に示すように、電界分布１１７
は、入射端１１４のＢ−Ｂ' での電界分布１１５とほぼ
同じ形状となる。図３（ｂ）に示す位相分布１１９につ
いては、光信号λ5 が前記式（３）を満足するため、ア
レイ導波路回折格子伝搬前と全く同じように左右対称で
一部にπだけ位相のずれた分布になる。したがって、図
１（ｂ）に示すように、光信号λ5 は出力スラブ導波路
１０７上の基準点１１０に焦点を結ぶ。
は、入射端１１４のＢ−Ｂ' での電界分布１１５とほぼ
同じ形状となる。図３（ｂ）に示す位相分布１１９につ
いては、光信号λ5 が前記式（３）を満足するため、ア
レイ導波路回折格子伝搬前と全く同じように左右対称で
一部にπだけ位相のずれた分布になる。したがって、図
１（ｂ）に示すように、光信号λ5 は出力スラブ導波路
１０７上の基準点１１０に焦点を結ぶ。
【００４２】図５に示すように、その電界分布１２７
は、図２（ａ）に示すモード変換部１０３での電界分布
１１３とほぼ同形状となる。さらに、図１（ｂ）に示す
ように、光信号λ5 は基準点１１０に接続された出力導
波路を伝搬し、出力端から出射される。
は、図２（ａ）に示すモード変換部１０３での電界分布
１１３とほぼ同形状となる。さらに、図１（ｂ）に示す
ように、光信号λ5 は基準点１１０に接続された出力導
波路を伝搬し、出力端から出射される。
【００４３】以下、λ5 以外の光信号について説明す
る。ここでは、例として光信号λ1 、λ3 、λ7 、λ9
の場合ついて説明する。図１に示すように、光信号
λ1 、λ3 、λ7 、λ9 もそれぞれアレイ導波路回折格
子１０６で分割され、それぞれチャネル導波路１０５を
伝搬する。アレイ導波路回折格子１０６伝搬後の電界分
布は、光信号λ5 の場合とほぼ同じである。
る。ここでは、例として光信号λ1 、λ3 、λ7 、λ9
の場合ついて説明する。図１に示すように、光信号
λ1 、λ3 、λ7 、λ9 もそれぞれアレイ導波路回折格
子１０６で分割され、それぞれチャネル導波路１０５を
伝搬する。アレイ導波路回折格子１０６伝搬後の電界分
布は、光信号λ5 の場合とほぼ同じである。
【００４４】ただし、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）に示すように、位相分布については、曲線状で、
かつ全体的に傾斜している、曲線の度合い及び傾きは光
信号λ 5 との波長の差が大きくなるほど大きくなってい
る。位相差が全体的に傾斜しているのは、伝搬定数βが
波長分散を持つためであり、この傾きによって集光位置
が異なっている。位相差が曲線状になるのはアレイ導波
路回折格子１０６を構成するチャネル導波路１０５の間
隔が前記式（４）に示したように全体的に変化している
ためであり、出力スラブ導波路等における収差を相殺す
る効果を持つ。
（ｄ）に示すように、位相分布については、曲線状で、
かつ全体的に傾斜している、曲線の度合い及び傾きは光
信号λ 5 との波長の差が大きくなるほど大きくなってい
る。位相差が全体的に傾斜しているのは、伝搬定数βが
波長分散を持つためであり、この傾きによって集光位置
が異なっている。位相差が曲線状になるのはアレイ導波
路回折格子１０６を構成するチャネル導波路１０５の間
隔が前記式（４）に示したように全体的に変化している
ためであり、出力スラブ導波路等における収差を相殺す
る効果を持つ。
【００４５】したがって、各光信号は、出力スラブ導波
路１０７の集光面１２４のＤ−Ｄ'上の点Ｘ1 〜Ｘ
9 （図示せず）にそれぞれ集光し、その電界分布１２
５，１２６，１２８，１２９も収差が相殺され、各光信
号とも左右対称の双峰状となる。さらに、各信号は各出
力導波路１０８に入射、伝搬し、出力端１３１から別々
に取り出すことができる。
路１０７の集光面１２４のＤ−Ｄ'上の点Ｘ1 〜Ｘ
9 （図示せず）にそれぞれ集光し、その電界分布１２
５，１２６，１２８，１２９も収差が相殺され、各光信
号とも左右対称の双峰状となる。さらに、各信号は各出
力導波路１０８に入射、伝搬し、出力端１３１から別々
に取り出すことができる。
【００４６】図６は、本発明の光波長合分波器の一実施
の形態であるアレイ導波路回折格子型光波長合分波器の
損失波長特性１３２を模式的に示す説明図である。
の形態であるアレイ導波路回折格子型光波長合分波器の
損失波長特性１３２を模式的に示す説明図である。
【００４７】図５及び図６に示すように、各出力導波路
１０８の挿入損失は、集光面１２４のＣ−Ｃ' における
光信号の電界分布１２５，１２６，１２７，１２８，１
２９と、各出力導波路１０８の固有モードの重畳積分で
決定される。光信号の電界分布１２５，１２６，１２
７，１２８，１２９が、波長に応じて集光面１２４のＤ
−Ｄ' 上を、双峰状の形状を保ったまま移動する。その
ため、光信号の波長がわずかに変動しても、挿入損失は
あまり変化しない。つまり、図６に示すように損失波長
特性１３２は、各光信号の波長λ1 〜λ9 に通過帯域１
３３内の波長変動が生じても通過帯域１３３が平坦かつ
左右対称であるため、挿入損失は増加しない。
１０８の挿入損失は、集光面１２４のＣ−Ｃ' における
光信号の電界分布１２５，１２６，１２７，１２８，１
２９と、各出力導波路１０８の固有モードの重畳積分で
決定される。光信号の電界分布１２５，１２６，１２
７，１２８，１２９が、波長に応じて集光面１２４のＤ
−Ｄ' 上を、双峰状の形状を保ったまま移動する。その
ため、光信号の波長がわずかに変動しても、挿入損失は
あまり変化しない。つまり、図６に示すように損失波長
特性１３２は、各光信号の波長λ1 〜λ9 に通過帯域１
３３内の波長変動が生じても通過帯域１３３が平坦かつ
左右対称であるため、挿入損失は増加しない。
【００４８】なお、本発明の光波長合分波器に用いられ
る基板としては、例えば、ガラス基板だけでなく半導体
基板等にも形成することができる。また、基板１０１上
に形成されるコア、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することも可能である。
る基板としては、例えば、ガラス基板だけでなく半導体
基板等にも形成することができる。また、基板１０１上
に形成されるコア、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することも可能である。
【００４９】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の光波長合分
波器によると、入力スラブ導波路及び出力スラブ導波路
におけるアレイ導波路回折格子の各チャネル導波路の配
置角度を最適化することで、出力スラブ導波路における
収差等を相殺し、全出力導波路において、平坦な通過域
特性を実現できるので、光源の波長変動に対する損失変
動が小さく、かつ安定した光信号の合分波が可能な光波
長合分波器を提供することができる。
波器によると、入力スラブ導波路及び出力スラブ導波路
におけるアレイ導波路回折格子の各チャネル導波路の配
置角度を最適化することで、出力スラブ導波路における
収差等を相殺し、全出力導波路において、平坦な通過域
特性を実現できるので、光源の波長変動に対する損失変
動が小さく、かつ安定した光信号の合分波が可能な光波
長合分波器を提供することができる。
【００５０】
【図１】本発明の光波長合分波器の一実施の形態である
アレイ導波路回折格子型光波長合分波器を模式的に示す
説明図であり、図１（ａ）は、その全体図で、図１
（ｂ）は、アレイ導波路回折格子部の拡大図である。
アレイ導波路回折格子型光波長合分波器を模式的に示す
説明図であり、図１（ａ）は、その全体図で、図１
（ｂ）は、アレイ導波路回折格子部の拡大図である。
【図２】本発明の光波長合分波器の一実施の形態である
アレイ導波路回折格子型光波長合分波器の所定部位にお
ける電界分布を模式的に示す説明図であり、図２（ａ）
は、光信号のモード変換部１０３のＡ−Ａ' での電界分
布１１３、図２（ｂ）は、アレイ導波路回折格子入射端
１１４のＢ−Ｂ' での電界分布１１５、図２（ｃ）は、
アレイ導波路回折格子出射端１１６のＣ−Ｃ' での電界
分布１１７をそれぞれ示す。
アレイ導波路回折格子型光波長合分波器の所定部位にお
ける電界分布を模式的に示す説明図であり、図２（ａ）
は、光信号のモード変換部１０３のＡ−Ａ' での電界分
布１１３、図２（ｂ）は、アレイ導波路回折格子入射端
１１４のＢ−Ｂ' での電界分布１１５、図２（ｃ）は、
アレイ導波路回折格子出射端１１６のＣ−Ｃ' での電界
分布１１７をそれぞれ示す。
【図３】本発明の光波長合分波器の一実施の形態である
アレイ導波路回折格子型光波長合分波器の所定部位にお
ける光信号の位相分布を模式的に示す説明図であり、図
３（ａ）は、アレイ導波路回折格子入射端１１４のＢ−
Ｂ' における光信号λ1、λ9 の位相分布１１８、図３
（ｂ）は、アレイ導波路回折格子出射端１１６における
光信号λ1 、λ9 の位相分布１１９をそれぞれ示す。
アレイ導波路回折格子型光波長合分波器の所定部位にお
ける光信号の位相分布を模式的に示す説明図であり、図
３（ａ）は、アレイ導波路回折格子入射端１１４のＢ−
Ｂ' における光信号λ1、λ9 の位相分布１１８、図３
（ｂ）は、アレイ導波路回折格子出射端１１６における
光信号λ1 、λ9 の位相分布１１９をそれぞれ示す。
【図４】本発明の光波長合分波器の一実施の形態である
アレイ導波路回折格子型光波長合分波器の所定部位にお
ける光信号の位相差を模式的に示す説明図であり、図４
（ａ）は、光信号λ1 とλ5 との位相差１２０、図４
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、光信号λ3 、λ7 、λ
9 と、λ5 との位相差１２１，１２２，１２３をそれぞ
れ示す。
アレイ導波路回折格子型光波長合分波器の所定部位にお
ける光信号の位相差を模式的に示す説明図であり、図４
（ａ）は、光信号λ1 とλ5 との位相差１２０、図４
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、光信号λ3 、λ7 、λ
9 と、λ5 との位相差１２１，１２２，１２３をそれぞ
れ示す。
【図５】本発明の光波長合分波器の一実施の形態である
アレイ導波路回折格子型光波長合分波器の集光面１２４
における光信号λ1 、λ3 、λ5 、λ7 、λ9 の電界分
布１２５，１２６，１２７，１２８，１２９をそれぞれ
示す。
アレイ導波路回折格子型光波長合分波器の集光面１２４
における光信号λ1 、λ3 、λ5 、λ7 、λ9 の電界分
布１２５，１２６，１２７，１２８，１２９をそれぞれ
示す。
【図６】本発明の光波長合分波器の一実施の形態である
アレイ導波路回折格子型光波長合分波器の損失波長特性
１３２を模式的に示す説明図である。
アレイ導波路回折格子型光波長合分波器の損失波長特性
１３２を模式的に示す説明図である。
【図７】従来のアレイ導波路回折格子型光波長合分波器
を模式的に示す説明図である。
を模式的に示す説明図である。
【図８】従来のアレイ導波路回折格子型光波長合分波器
の所定部位における光信号の電界分布を模式的に示す説
明図であり、図８（ａ）は、モード変換部２０３のＥ−
Ｅ' における光信号の電界分布２０９、図８（ｂ）は、
アレイ導波路回折格子入射端２１０のＦ−Ｆ' における
電界分布２１１、図８（ｃ）は、アレイ導波路回折格子
出射端２１２のＧ−Ｇ' での電界分布２１３をそれぞれ
示す。
の所定部位における光信号の電界分布を模式的に示す説
明図であり、図８（ａ）は、モード変換部２０３のＥ−
Ｅ' における光信号の電界分布２０９、図８（ｂ）は、
アレイ導波路回折格子入射端２１０のＦ−Ｆ' における
電界分布２１１、図８（ｃ）は、アレイ導波路回折格子
出射端２１２のＧ−Ｇ' での電界分布２１３をそれぞれ
示す。
【図９】従来のアレイ導波路回折格子型光波長合分波器
の所定部位における光信号の位相分布を模式的に示す説
明図であり、図９（ａ）、図９（ｅ）、図９（ｆ）は、
アレイ導波路回折格子出射端２１２のＧ−Ｇ' での光信
号λ1 、λ5 、λ9 のそれぞれの位相分布２１４，２１
５，２１６を示す。
の所定部位における光信号の位相分布を模式的に示す説
明図であり、図９（ａ）、図９（ｅ）、図９（ｆ）は、
アレイ導波路回折格子出射端２１２のＧ−Ｇ' での光信
号λ1 、λ5 、λ9 のそれぞれの位相分布２１４，２１
５，２１６を示す。
【図１０】従来のアレイ導波路回折格子型光波長合分波
器の所定部位における光信号の位相分布の差を模式的に
示す説明図であり、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、
光信号λ1 、λ9 の位相面２１４，２１６とλ5 の位相
面２１５とのそれぞれの位相分布の差２１７，２１８を
示す。
器の所定部位における光信号の位相分布の差を模式的に
示す説明図であり、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、
光信号λ1 、λ9 の位相面２１４，２１６とλ5 の位相
面２１５とのそれぞれの位相分布の差２１７，２１８を
示す。
【図１１】従来のアレイ導波路回折格子型光波長合分波
器の集光面２１９のＨ−Ｈ' における光信号λ1 、
λ5 、λ9 の電界分布２２０，２２１，２２２を模式的
に示す説明図である。
器の集光面２１９のＨ−Ｈ' における光信号λ1 、
λ5 、λ9 の電界分布２２０，２２１，２２２を模式的
に示す説明図である。
【図１２】従来のアレイ導波路回折格子型光波長合分波
器の損失波長特性２２４、２２５，２２６，２２７を模
式的に示す説明図である。
器の損失波長特性２２４、２２５，２２６，２２７を模
式的に示す説明図である。
１０１：基板 １０２：入力用導波路 １０３：モード変換部 １０４：入力スラブ導波路 １０５：チャネル導波路 １０６：アレイ導波路回折格子 １０７：出力側スラブ導波路 １０８：出力用導波路 １０９：基準点 １１０：基準点 １１１：第ｉチャネル導波路が第ｉ＋１チャネル導波路
となす角度 １１２：所定の第ｊチャネル導波路が第ｊ＋１チャネル
導波路となす角度 １１３：モード変換部における光信号の電界分布 １１４：アレイ導波路回折格子入射端 １１５：アレイ導波路回折格子入射端における光信号の
電界分布 １１６：アレイ導波路回折格子出射端 １１７：アレイ導波路回折格子出射端における光信号の
電界分布 １１８：アレイ導波路回折格子入射端における光信号λ
1 〜λ9 の位相分布 １１９：アレイ導波路回折格子出射端における光信号λ
5 の位相分布 １２０：アレイ導波路回折格子出射端における光信号λ
1 の位相分布と光信号λ 5 の位相分布との差 １２１：アレイ導波路回折格子出射端における光信号λ
3 の位相分布と光信号λ 5 の位相分布との差 １２２：アレイ導波路回折格子出射端における光信号λ
7 の位相分布と光信号λ 5 の位相分布との差 １２３：アレイ導波路回折格子出射端における光信号λ
9 の位相分布と光信号λ 5 の位相分布との差 １２４：集光面 １２５：集光面における光信号λ1 の電界分布 １２６：集光面における光信号λ3 の電界分布 １２７：集光面における光信号λ5 の電界分布 １２８：集光面における光信号λ7 の電界分布 １２９：集光面における光信号λ9 の電界分布 １３０：光信号λ5 の焦点位置 １３１：焦点位置 １３２：出力端 １３３：通過域 ２０１：基板 ２０２：入力用導波路 ２０３：モード変換部 ２０４：入力スラブ導波路 ２０５：チャネル導波路 ２０６：アレイ導波路回折格子 ２０７：出力側スラブ導波路 ２０８：出力用導波路 ２０９：ード変換部における光信号の電界分布 ２１０：アレイ導波路回折格子入射端 ２１１：アレイ導波路回折格子入射端における光信号の
電界分布 ２１２：アレイ導波路回折格子出射端 ２１３：レイ導波路回折格子出射端におげる光信号の電
界分布 ２１４：アレイ導波路回折格子出射端における光信号λ
1 の位相分布 ２１５：アレイ導波路回折格子出射端における光信号λ
5 の位相分布 ２１６：アレイ導波路回折格子出射端における光信号λ
9 の位相分布 ２１７：アレイ導波路回折格子出射端における光信号λ
1 の位相分布と光信号λ 5 の位相分布との差 ２１８：アレイ導波路回折格子出射端における光信号λ
9 の位相分布と光信号λ 5 の位相分布との差 ２１９：集光面 ２２０：集光面における光信号λ1 の電界分布 ２２１：集光面における光信号λ5 の電界分布 ２２２：集光面における光信号λ9 の電界分布 ２２３：出力端 ２２４：第５出力導波路の損失波長特性 ２２５：第１出力導波路の損失波長特性 ２２６：第９出力導波路の損失波長特性 ２２７：通過帯域 ２２８：第５出力導波路
となす角度 １１２：所定の第ｊチャネル導波路が第ｊ＋１チャネル
導波路となす角度 １１３：モード変換部における光信号の電界分布 １１４：アレイ導波路回折格子入射端 １１５：アレイ導波路回折格子入射端における光信号の
電界分布 １１６：アレイ導波路回折格子出射端 １１７：アレイ導波路回折格子出射端における光信号の
電界分布 １１８：アレイ導波路回折格子入射端における光信号λ
1 〜λ9 の位相分布 １１９：アレイ導波路回折格子出射端における光信号λ
5 の位相分布 １２０：アレイ導波路回折格子出射端における光信号λ
1 の位相分布と光信号λ 5 の位相分布との差 １２１：アレイ導波路回折格子出射端における光信号λ
3 の位相分布と光信号λ 5 の位相分布との差 １２２：アレイ導波路回折格子出射端における光信号λ
7 の位相分布と光信号λ 5 の位相分布との差 １２３：アレイ導波路回折格子出射端における光信号λ
9 の位相分布と光信号λ 5 の位相分布との差 １２４：集光面 １２５：集光面における光信号λ1 の電界分布 １２６：集光面における光信号λ3 の電界分布 １２７：集光面における光信号λ5 の電界分布 １２８：集光面における光信号λ7 の電界分布 １２９：集光面における光信号λ9 の電界分布 １３０：光信号λ5 の焦点位置 １３１：焦点位置 １３２：出力端 １３３：通過域 ２０１：基板 ２０２：入力用導波路 ２０３：モード変換部 ２０４：入力スラブ導波路 ２０５：チャネル導波路 ２０６：アレイ導波路回折格子 ２０７：出力側スラブ導波路 ２０８：出力用導波路 ２０９：ード変換部における光信号の電界分布 ２１０：アレイ導波路回折格子入射端 ２１１：アレイ導波路回折格子入射端における光信号の
電界分布 ２１２：アレイ導波路回折格子出射端 ２１３：レイ導波路回折格子出射端におげる光信号の電
界分布 ２１４：アレイ導波路回折格子出射端における光信号λ
1 の位相分布 ２１５：アレイ導波路回折格子出射端における光信号λ
5 の位相分布 ２１６：アレイ導波路回折格子出射端における光信号λ
9 の位相分布 ２１７：アレイ導波路回折格子出射端における光信号λ
1 の位相分布と光信号λ 5 の位相分布との差 ２１８：アレイ導波路回折格子出射端における光信号λ
9 の位相分布と光信号λ 5 の位相分布との差 ２１９：集光面 ２２０：集光面における光信号λ1 の電界分布 ２２１：集光面における光信号λ5 の電界分布 ２２２：集光面における光信号λ9 の電界分布 ２２３：出力端 ２２４：第５出力導波路の損失波長特性 ２２５：第１出力導波路の損失波長特性 ２２６：第９出力導波路の損失波長特性 ２２７：通過帯域 ２２８：第５出力導波路
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上に、１本以上の入力用チャネル導
波路と、１本以上の出力用チャネル導波路と、導波路長
を最短なものから最長なものへ所定の長さずつ順次長く
設定した複数本のチャネル導波路で構成したアレイ導波
路回折格子と、前記入力用チャネル導波路及びアレイ導
波路回折格子を接続する扇形の入力側スラブ導波路と、
前記出力用チャネル導波路及び前記アレイ導波路回折格
子を接続する扇形の出力側スラブ導波路とを備えた光波
長合分波器であって、 前記入力側スラブ導波路及び前記アレイ導波路回折格子
の接続部、又は前記出力側スラブ導波路及び前記アレイ
導波路回折格子の接続部のうちの少なくとも一方におい
て、前記アレイ導波路格子を構成する各チャネル導波路
の中心軸と、それぞれ隣接するチャネル導波路の中心軸
との間隔を、全チャネル導波路にわたって徐々に変化さ
せてなることを特徴とする光波長合分波器。 - 【請求項２】 前記入力側スラブ導波路の前記接続部及
び前記出力側スラブ導波路の前記接続部において、前記
アレイ導波路回折格子を構成する前記チャネル導波路
を、前記入力スラブ導波路及び前記出力側スラブ導波路
に沿ってそれぞれ放射状に配置し、前記各チャネル導波
路の中心軸と、それぞれ隣接するチャネル導波路の中心
軸との間の所定の基準点に対する角度を、全チャネル導
波路にわたって徐々に変化させてなる講求項１に記載の
光波長合分波器。 - 【請求項３】 前記アレイ導波路回折格子を構成する前
記チャネル導波路の本数をＮ、前記各チャネル導波路の
番号をｉ、予め定めた基準のチャネル導波路の番号ｊと
したとき、前記入力側スラブ導波路又は前記出力側スラ
ブ導波路の前記接続部における第ｉ番目の前記チャネル
導波路と第ｉ＋１番目の前記チャネル導波路との間の前
記所定の基準点に対する角度△θｉを、下記式（１）に
示すように、徐々に変化させてなる請求項２に記載の光
波長合分波器。 △θｉ＝△θｊ・｛１＋ΣＡk ・｜ｉ−ｊ｜k ｝ …（１） （式（１）中、Ａk は定数であり、ｋは１〜Ｎの整数で
ある。） - 【請求項４】 前記式（１）において、所定の定数Ａの
範囲を−０，００１≦Ａ k ≦０，００１（ｋは１〜Ｎの
整数である）とした請求項３に記載の光波長合分波器。 - 【請求項５】 前記式（１）において、前記アレイ導波
路回折格子を構成するチャネル導波路の本数（Ｎ）を１
とすることにより、前記角度△θｉを下記式（２）に示
すものとした請求項３又は４に記載の光波長合分波器。 △θｉ＝△θｊ・｛１＋Ａ1 ・｜ｉ−ｊ｜｝ …（２） （式（２）中、Ａ1 は定数であり、Ａ1 ≠０である。）
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18011899A JP4250811B2 (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | 光波長合分波器 |
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|---|---|
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Family Applications (1)
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1291689A1 (en) * | 2001-09-11 | 2003-03-12 | Alcatel Optronics UK Limited | Improved arrayed waveguide grating |
| US6747269B2 (en) | 2001-08-16 | 2004-06-08 | Agilent Technologies, Inc. | System for measuring optical pulses having an optical signal divider with delay propagation |
| WO2005052660A1 (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-09 | Nhk Spring Co., Ltd. | 多チャンネルアレイ導波路回折格子型合分波器およびアレイ導波路と出力導波路の接続方法 |
| US7343070B2 (en) | 2002-07-13 | 2008-03-11 | Gemfire Europe Limited | Optical splitter with tapered multimode interference waveguide |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3539369B2 (ja) * | 2000-08-23 | 2004-07-07 | 日立電線株式会社 | アレイ導波路型光波長合分波器およびその製造方法 |
| US6735363B1 (en) * | 2002-03-08 | 2004-05-11 | Lightwave Microsystems Corporation | Waveguide-grating router with output tapers configured to provide a passband that is optimized for each channel individually |
| US7391941B2 (en) * | 2003-05-30 | 2008-06-24 | Intel Corporation | Reducing amplitude errors in arrayed waveguide gratings |
| US7151597B2 (en) * | 2003-12-05 | 2006-12-19 | Agilent Technologie, Inc | Optical wavelength standard and optical wavelength calibration system and method |
| KR100594041B1 (ko) | 2004-01-19 | 2006-06-30 | 삼성전자주식회사 | 비대칭 도파로열 격자 |
| US8494369B2 (en) * | 2008-06-06 | 2013-07-23 | Infinera Corporation | Planar lightwave circuit |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5136671A (en) * | 1991-08-21 | 1992-08-04 | At&T Bell Laboratories | Optical switch, multiplexer, and demultiplexer |
-
1999
- 1999-06-25 JP JP18011899A patent/JP4250811B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-12-16 US US09/464,956 patent/US6466715B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| US6747269B2 (en) | 2001-08-16 | 2004-06-08 | Agilent Technologies, Inc. | System for measuring optical pulses having an optical signal divider with delay propagation |
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| US6768842B2 (en) | 2001-09-11 | 2004-07-27 | Alcatel Optronics Uk Limited | Arrayed waveguide grating |
| US7343070B2 (en) | 2002-07-13 | 2008-03-11 | Gemfire Europe Limited | Optical splitter with tapered multimode interference waveguide |
| WO2005052660A1 (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-09 | Nhk Spring Co., Ltd. | 多チャンネルアレイ導波路回折格子型合分波器およびアレイ導波路と出力導波路の接続方法 |
| US7231118B2 (en) | 2003-11-28 | 2007-06-12 | Omron Corporation | Multichannel array waveguide diffraction grating multiplexer/demultiplexer and method of connecting array waveguide and output waveguide |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4250811B2 (ja) | 2009-04-08 |
| US6466715B1 (en) | 2002-10-15 |
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