JP2001166162A - アレイ導波路型グレーティング - Google Patents
アレイ導波路型グレーティングInfo
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- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 損失を増加させることなく通過域において略
平坦な波長損失特性を有するアレイ導波路型グレーティ
ングを提供する。 【解決手段】 波長多重信号光がチャネル導波路アレイ
１５で分波された信号光をファブリーペロー共振器アレ
イ１６内で反射させ、再度チャネル導波路アレイ１５を
通過させることにより、損失を増加させることなく通過
域において略平坦な波長損失特性を有するアレイ導波路
型グレーティング１０が得られる。
平坦な波長損失特性を有するアレイ導波路型グレーティ
ングを提供する。 【解決手段】 波長多重信号光がチャネル導波路アレイ
１５で分波された信号光をファブリーペロー共振器アレ
イ１６内で反射させ、再度チャネル導波路アレイ１５を
通過させることにより、損失を増加させることなく通過
域において略平坦な波長損失特性を有するアレイ導波路
型グレーティング１０が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアレイ導波路型グレ
ーティングに関する。
ーティングに関する。
【０００２】
【従来の技術】図６はアレイ導波路型グレーティングの
従来例を示す平面図である。
従来例を示す平面図である。
【０００３】同図に示すアレイ導波路型グレーティング
１は、基板２と、基板２上に形成され一端（図では左
端）から波長多重信号光を入力する入力チャネル導波路
３と、一端が入力チャネル導波路３に接続された入力側
扇型スラブ導波路４と、一端が入力側扇型スラブ導波路
４の他端（図では右端）に接続され所望の導波路長差で
順次長くなる複数のチャネル導波路アレイ５と、一端が
チャネル導波路アレイ５の各他端に接続された出力側扇
型スラブ導波路６と、一端が出力側扇型スラブ導波路６
の他端に接続され分波された信号光を出力する複数の出
力チャネル導波路７とで構成されている。
１は、基板２と、基板２上に形成され一端（図では左
端）から波長多重信号光を入力する入力チャネル導波路
３と、一端が入力チャネル導波路３に接続された入力側
扇型スラブ導波路４と、一端が入力側扇型スラブ導波路
４の他端（図では右端）に接続され所望の導波路長差で
順次長くなる複数のチャネル導波路アレイ５と、一端が
チャネル導波路アレイ５の各他端に接続された出力側扇
型スラブ導波路６と、一端が出力側扇型スラブ導波路６
の他端に接続され分波された信号光を出力する複数の出
力チャネル導波路７とで構成されている。
【０００４】入力チャネル導波路３に入力した種々の波
長（λ１、λ２、…、λｎ）の信号光は、入力側扇型ス
ラブ導波路４において横方向（基板２の面方向）に閉じ
込めがないため回折により広がり、チャネル導波路アレ
イ５を伝搬する。チャネル導波路アレイ５では、各チャ
ネル導波路が所望の長さだけ順次長くなっているため、
信号光の波長に依存して信号光の等位相面が傾斜する。
このため、出力側扇型スラブ導波路６と出力チャネル導
波路７との接続面において信号光の集光位置がシフトす
る。
長（λ１、λ２、…、λｎ）の信号光は、入力側扇型ス
ラブ導波路４において横方向（基板２の面方向）に閉じ
込めがないため回折により広がり、チャネル導波路アレ
イ５を伝搬する。チャネル導波路アレイ５では、各チャ
ネル導波路が所望の長さだけ順次長くなっているため、
信号光の波長に依存して信号光の等位相面が傾斜する。
このため、出力側扇型スラブ導波路６と出力チャネル導
波路７との接続面において信号光の集光位置がシフトす
る。
【０００５】したがって、各出力チャネル導波路７には
異なった波長の信号光がそれぞれ入射し、各出力チャネ
ル導波路７の出力端からは異なった波長の信号光（λ
１、λ２、…、λｎ）が出力する。
異なった波長の信号光がそれぞれ入射し、各出力チャネ
ル導波路７の出力端からは異なった波長の信号光（λ
１、λ２、…、λｎ）が出力する。
【０００６】図７（ａ）、（ｂ）は図６に示したアレイ
導波路型グレーティングの出力側扇型スラブ導波路にお
ける集光ビームのフィールドと出力チャネル導波路のフ
ィールドとの関係を示す説明図である。図８（ａ）、
（ｂ）は図６に示したアレイ導波路型グレーティングの
波長損失特性の説明図であり、横軸が波長を示し、縦軸
が損失を示している。
導波路型グレーティングの出力側扇型スラブ導波路にお
ける集光ビームのフィールドと出力チャネル導波路のフ
ィールドとの関係を示す説明図である。図８（ａ）、
（ｂ）は図６に示したアレイ導波路型グレーティングの
波長損失特性の説明図であり、横軸が波長を示し、縦軸
が損失を示している。
【０００７】アレイ導波路型グレーティング１の損失
は、図７（ａ）、（ｂ）に示したように集光ビームの電
界分布Φｆと出力導波路の電界分布Φｏの重畳積分（ハ
ッチング部）に比例する。出力チャネル導波路７の電界
分布は単峰的な分布であったため、集光ビームΦｆのピ
ークと一致した波長で最も損失が低くなり、急峻な波長
損失特性となる（図８（ａ））。
は、図７（ａ）、（ｂ）に示したように集光ビームの電
界分布Φｆと出力導波路の電界分布Φｏの重畳積分（ハ
ッチング部）に比例する。出力チャネル導波路７の電界
分布は単峰的な分布であったため、集光ビームΦｆのピ
ークと一致した波長で最も損失が低くなり、急峻な波長
損失特性となる（図８（ａ））。
【０００８】そこで、Ｙ分岐やパラボリック形状をした
導波路構造を用いて図７（ｂ）に示したような入力チャ
ネル導波路３（あるいは出力チャネル導波路７）の電界
分布を双峰的な形状とした方法がとられている。この場
合、ビームの集光位置が多少シフトしても重畳積分の値
はほとんど変化せず、平坦な波長損失特性となる（図８
（ｂ））。
導波路構造を用いて図７（ｂ）に示したような入力チャ
ネル導波路３（あるいは出力チャネル導波路７）の電界
分布を双峰的な形状とした方法がとられている。この場
合、ビームの集光位置が多少シフトしても重畳積分の値
はほとんど変化せず、平坦な波長損失特性となる（図８
（ｂ））。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図９は図６に示したア
レイ導波路型グレーティングの波長損失特性の部分拡大
図であり、横軸が波長軸を示し、縦軸が損失軸を示して
いる。
レイ導波路型グレーティングの波長損失特性の部分拡大
図であり、横軸が波長軸を示し、縦軸が損失軸を示して
いる。
【００１０】出力導波路（入力導波路）の電界分布を双
峰的な形状とした場合、完全な平坦性を実現することは
困難であり、また、平坦性を実現するため、２〜３ｄＢ
の付加的な過剰な損失を生じていた。波長多重光通信シ
ステムへの適用を考えると、この損失増加は問題であ
り、損失改善が望まれていた。さらに、より平坦化する
と、図９に示すように通過領域にリップルが生じ伝送特
性に大きな影響を及ぼしていたという問題があった。
峰的な形状とした場合、完全な平坦性を実現することは
困難であり、また、平坦性を実現するため、２〜３ｄＢ
の付加的な過剰な損失を生じていた。波長多重光通信シ
ステムへの適用を考えると、この損失増加は問題であ
り、損失改善が望まれていた。さらに、より平坦化する
と、図９に示すように通過領域にリップルが生じ伝送特
性に大きな影響を及ぼしていたという問題があった。
【００１１】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、損失を増加させることなく通過域において略平坦な
波長損失特性を有するアレイ導波路型グレーティングを
提供することにある。
し、損失を増加させることなく通過域において略平坦な
波長損失特性を有するアレイ導波路型グレーティングを
提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のアレイ導波路型グレーティングは、基板と、
基板上に形成され一端に波長多重信号光が入力される入
力チャネル導波路と、入力チャネル導波路と並列になる
ように形成され分波された出力信号光を一端から出力す
る複数の出力チャネル導波路と、一端が入力チャネル導
波路の他端及び出力チャネル導波路の他端に接続された
扇型スラブ導波路と、一端が扇型スラブ導波路の他端に
接続され所望の導波路長差ΔＬで順次長くなる複数のチ
ャネル導波路アレイと、一端がチャネル導波路アレイの
他端に接続され導波路長差ΔＬの２倍の長さだけ順次長
くなるファブリペロー共振器アレイとを備えたものであ
る。
に本発明のアレイ導波路型グレーティングは、基板と、
基板上に形成され一端に波長多重信号光が入力される入
力チャネル導波路と、入力チャネル導波路と並列になる
ように形成され分波された出力信号光を一端から出力す
る複数の出力チャネル導波路と、一端が入力チャネル導
波路の他端及び出力チャネル導波路の他端に接続された
扇型スラブ導波路と、一端が扇型スラブ導波路の他端に
接続され所望の導波路長差ΔＬで順次長くなる複数のチ
ャネル導波路アレイと、一端がチャネル導波路アレイの
他端に接続され導波路長差ΔＬの２倍の長さだけ順次長
くなるファブリペロー共振器アレイとを備えたものであ
る。
【００１３】上記構成に加え本発明のアレイ導波路型グ
レーティングのファブリペロー共振器アレイは、チャネ
ル導波路アレイとの接続面の反射率が略１１％であり、
接続面に対向する面の反射率が略１００％の完全反射で
あるのが好ましい。
レーティングのファブリペロー共振器アレイは、チャネ
ル導波路アレイとの接続面の反射率が略１１％であり、
接続面に対向する面の反射率が略１００％の完全反射で
あるのが好ましい。
【００１４】上記構成に加え本発明のアレイ導波路型グ
レーティングのファブリペロー共振器アレイのチャネル
導波路アレイとの接続面に、反射率が略１１％となる金
属膜がコーティングされ、接続面に対向する面に略１０
０％の金属膜か、あるいはＴｉＯ2 及びＳｉＯ2 の誘電
体多層膜がコーティングされていてもよい。
レーティングのファブリペロー共振器アレイのチャネル
導波路アレイとの接続面に、反射率が略１１％となる金
属膜がコーティングされ、接続面に対向する面に略１０
０％の金属膜か、あるいはＴｉＯ2 及びＳｉＯ2 の誘電
体多層膜がコーティングされていてもよい。
【００１５】本発明のアレイ導波路型グレーティング
は、基板と、基板上に形成され一端に波長多重信号光が
入力される入力チャネル導波路と、入力チャネル導波路
と並列になるように形成され分波された出力信号光を一
端から出力する出力チャネル導波路と、一端が入力チャ
ネル導波路の他端及び出力チャネル導波路の他端に接続
された扇型スラブ導波路と、一端が扇型スラブ導波路の
他端に接続され所望の導波路長差ΔＬで順次長くなる複
数のチャネル導波路アレイと、一端がチャネル導波路ア
レイの他端にそれぞれ接続され導波路長差ΔＬの２倍の
長さだけ順次長くなると共に半同心円状に形成された他
のチャネル導波路アレイと、チャネル導波路アレイと他
のチャネル導波路アレイとの間に形成され略１１％の反
射率を有する反射膜と、他のチャネル導波路の他端に形
成され略１００％の反射率を有する反射膜とを備えたも
のである。
は、基板と、基板上に形成され一端に波長多重信号光が
入力される入力チャネル導波路と、入力チャネル導波路
と並列になるように形成され分波された出力信号光を一
端から出力する出力チャネル導波路と、一端が入力チャ
ネル導波路の他端及び出力チャネル導波路の他端に接続
された扇型スラブ導波路と、一端が扇型スラブ導波路の
他端に接続され所望の導波路長差ΔＬで順次長くなる複
数のチャネル導波路アレイと、一端がチャネル導波路ア
レイの他端にそれぞれ接続され導波路長差ΔＬの２倍の
長さだけ順次長くなると共に半同心円状に形成された他
のチャネル導波路アレイと、チャネル導波路アレイと他
のチャネル導波路アレイとの間に形成され略１１％の反
射率を有する反射膜と、他のチャネル導波路の他端に形
成され略１００％の反射率を有する反射膜とを備えたも
のである。
【００１６】本発明のアレイ導波路型グレーティング
は、基板と、基板上に形成され一端に波長多重信号光が
入力される入力チャネル導波路と、入力チャネル導波路
と並列になるように形成され分波された出力信号光を一
端から出力する出力チャネル導波路と、一端が入力チャ
ネル導波路の他端及び出力チャネル導波路の他端に接続
された扇型スラブ導波路と、一端が扇型スラブ導波路の
他端に接続され所望の導波路長差ΔＬで順次長くなる複
数のチャネル導波路アレイと、一端がチャネル導波路ア
レイの他端にそれぞれ接続され導波路長差ΔＬの２倍の
長さだけ順次長くなる他のチャネル導波路アレイと、チ
ャネル導波路アレイと他のチャネル導波路アレイとの接
続部に両チャネル導波路と交差するように形成された第
１の溝と、第１の溝内に挿入され略１１％の反射率を有
する反射膜と、他のチャネル導波路の途中に他のチャネ
ル導波路と交差するように形成された第２の溝と、第２
の溝内に挿入され略１００％の反射率を有する反射膜と
を備えたものである。
は、基板と、基板上に形成され一端に波長多重信号光が
入力される入力チャネル導波路と、入力チャネル導波路
と並列になるように形成され分波された出力信号光を一
端から出力する出力チャネル導波路と、一端が入力チャ
ネル導波路の他端及び出力チャネル導波路の他端に接続
された扇型スラブ導波路と、一端が扇型スラブ導波路の
他端に接続され所望の導波路長差ΔＬで順次長くなる複
数のチャネル導波路アレイと、一端がチャネル導波路ア
レイの他端にそれぞれ接続され導波路長差ΔＬの２倍の
長さだけ順次長くなる他のチャネル導波路アレイと、チ
ャネル導波路アレイと他のチャネル導波路アレイとの接
続部に両チャネル導波路と交差するように形成された第
１の溝と、第１の溝内に挿入され略１１％の反射率を有
する反射膜と、他のチャネル導波路の途中に他のチャネ
ル導波路と交差するように形成された第２の溝と、第２
の溝内に挿入され略１００％の反射率を有する反射膜と
を備えたものである。
【００１７】上記構成に加え本発明のアレイ導波路型グ
レーティングの反射膜は、ポリイミドの薄膜上にシリコ
ンや金等の金属膜が蒸着されていてもよい。
レーティングの反射膜は、ポリイミドの薄膜上にシリコ
ンや金等の金属膜が蒸着されていてもよい。
【００１８】上記構成に加え本発明のアレイ導波路型グ
レーティングは、金属膜を蒸着したポリイミド反射膜が
光学樹脂で固定されているのが好ましい。
レーティングは、金属膜を蒸着したポリイミド反射膜が
光学樹脂で固定されているのが好ましい。
【００１９】上記構成に加え本発明のアレイ導波路型グ
レーティングは、チャネル導波路が石英基板上か、ある
いはシリコン基板上に形成され、石英ガラスを主成分と
した材料により構成されているのが好ましい。
レーティングは、チャネル導波路が石英基板上か、ある
いはシリコン基板上に形成され、石英ガラスを主成分と
した材料により構成されているのが好ましい。
【００２０】上記構成に加え本発明のアレイ導波路型グ
レーティングのチャネル導波路はＩｎＰを主成分として
構成されているのが好ましい。
レーティングのチャネル導波路はＩｎＰを主成分として
構成されているのが好ましい。
【００２１】本発明によれば、波長多重信号光がチャネ
ル導波路アレイで分波された信号光をファブリーペロー
共振器内で反射させ、再度チャネル導波路アレイを通過
させることにより、損失を増加させることなく通過域に
おいて略平坦な波長損失特性を有するアレイ導波路型グ
レーティングが得られる。
ル導波路アレイで分波された信号光をファブリーペロー
共振器内で反射させ、再度チャネル導波路アレイを通過
させることにより、損失を増加させることなく通過域に
おいて略平坦な波長損失特性を有するアレイ導波路型グ
レーティングが得られる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【００２３】図１（ａ）は本発明のアレイ導波路型グレ
ーティングの一実施の形態を示す平面図であり、図１
（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、図１
（ｃ）は図１（ａ）に示したアレイ導波路型グレーティ
ングの他の実施の形態を示すＡ−Ａ線断面図である。
ーティングの一実施の形態を示す平面図であり、図１
（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、図１
（ｃ）は図１（ａ）に示したアレイ導波路型グレーティ
ングの他の実施の形態を示すＡ−Ａ線断面図である。
【００２４】図１（ａ）に示すアレイ導波路型グレーテ
ィング１０は、基板１１と、基板１１上に形成され一端
に波長多重信号光が入力される入力チャネル導波路１２
と、入力チャネル導波路１２と並列になるように形成さ
れ分波された出力信号光を一端から出力する複数の出力
チャネル導波路１３と、一端が入力チャネル導波路１２
の他端及び出力チャネル導波路１３の他端に接続された
扇型スラブ導波路１４と、一端が扇型スラブ導波路１４
の他端に接続され所望の導波路長差ΔＬで順次長くなる
複数のチャネル導波路アレイ１５と、一端がチャネル導
波路アレイ１５の他端に接続され導波路長差ΔＬの２倍
の長さだけ順次長くなるファブリペロー共振器アレイ１
６とで構成されている。
ィング１０は、基板１１と、基板１１上に形成され一端
に波長多重信号光が入力される入力チャネル導波路１２
と、入力チャネル導波路１２と並列になるように形成さ
れ分波された出力信号光を一端から出力する複数の出力
チャネル導波路１３と、一端が入力チャネル導波路１２
の他端及び出力チャネル導波路１３の他端に接続された
扇型スラブ導波路１４と、一端が扇型スラブ導波路１４
の他端に接続され所望の導波路長差ΔＬで順次長くなる
複数のチャネル導波路アレイ１５と、一端がチャネル導
波路アレイ１５の他端に接続され導波路長差ΔＬの２倍
の長さだけ順次長くなるファブリペロー共振器アレイ１
６とで構成されている。
【００２５】このアレイ導波路型グレーティング１０
は、後段（図の右側）のファブリペロー共振器アレイ１
６でチャネル導波路アレイ１５からの光がほとんど反射
されて戻されるので、分波された信号光は、入力チャネ
ル導波路１２と同じ側に配置された出力チャネル導波路
１３から出射される。ファブリペロー共振器アレイ１６
は、チャネル導波路アレイ１７と略１１％の反射率を有
する反射膜（材質Ｓｉ）１８ａと略１００％の反射率を
有する反射膜（材質ＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 ）１８ｂとを有
し、複数のチャネル導波路アレイ１５の他端側の端面
と、ファブリペロー共振器アレイ１６の一端側の端面と
は光学接着剤１９で接続されている。
は、後段（図の右側）のファブリペロー共振器アレイ１
６でチャネル導波路アレイ１５からの光がほとんど反射
されて戻されるので、分波された信号光は、入力チャネ
ル導波路１２と同じ側に配置された出力チャネル導波路
１３から出射される。ファブリペロー共振器アレイ１６
は、チャネル導波路アレイ１７と略１１％の反射率を有
する反射膜（材質Ｓｉ）１８ａと略１００％の反射率を
有する反射膜（材質ＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 ）１８ｂとを有
し、複数のチャネル導波路アレイ１５の他端側の端面
と、ファブリペロー共振器アレイ１６の一端側の端面と
は光学接着剤１９で接続されている。
【００２６】ファブリペロー共振器アレイ１６のチャネ
ル導波路アレイ１７は、チャネル導波路アレイ１５と同
様に導波路長が順次ΔＰずつ長くなっている。導波路長
差ΔＬと導波路長差ΔＰとの関係は、数１式で表され
る。
ル導波路アレイ１７は、チャネル導波路アレイ１５と同
様に導波路長が順次ΔＰずつ長くなっている。導波路長
差ΔＬと導波路長差ΔＰとの関係は、数１式で表され
る。
【００２７】
【数１】ΔＰ＝２×ΔＬ ここで、ΔＰ：導波路アレイ１７の導波路長差 ΔＬ：チャネル導波路アレイ１５の導波路長差 なお、両チャネル導波路アレイ１５、１７は、図１
（ａ）、（ｂ）に示すように石英からなる基板１１ｇの
上にコア２０を形成し、そのコア２０をクラッド２１で
覆うか、或いはＳｉからなる基板１１ｓの上にバッファ
層２２を形成し、バッファ層２２の上にコア２０を形成
し、そのコア２０をクラッド２１で覆った構造となって
いる。なお、バッファ層２２はコア２０からＳｉ基板１
１ｓへの光の漏洩を抑制するためのものである。
（ａ）、（ｂ）に示すように石英からなる基板１１ｇの
上にコア２０を形成し、そのコア２０をクラッド２１で
覆うか、或いはＳｉからなる基板１１ｓの上にバッファ
層２２を形成し、バッファ層２２の上にコア２０を形成
し、そのコア２０をクラッド２１で覆った構造となって
いる。なお、バッファ層２２はコア２０からＳｉ基板１
１ｓへの光の漏洩を抑制するためのものである。
【００２８】以下、図１（ａ）に示したアレイ導波路型
グレーティングの動作原理について説明する。
グレーティングの動作原理について説明する。
【００２９】入力チャネル導波路１２に入力した種々の
波長（λ１、λ２、…、λｎ）の信号光は、扇型スラブ
導波路１４において横方向に閉じ込めがないため、回折
により広がり、チャネル導波路アレイ１５を伝搬する。
チャネル導波路アレイ１５から出射した信号光は、ファ
ブリペロー共振器アレイ１６に形成される反射膜１８で
一部反射した後、残りの信号光はチャネル導波路アレイ
１７を伝搬し、反射膜１８で略１００％反射される。反
射された信号光は、ファブリペロー共振器アレイ１６を
何回も往復し、結果として再び扇型スラブ導波路１４へ
戻ってくる。Ｓはファブリペロー共振器アレイ１６から
反射して戻ってきたチャネル導波路アレイ１５内の信号
光の等位相面を示したものである。扇型スラブ導波路１
４中では、この等位相面Ｓに垂直な方向に信号光が進む
ため、扇型スラブ導波路１４の一端に集光し、出力チャ
ネル導波路１３のいずれかに結合して取り出される。
波長（λ１、λ２、…、λｎ）の信号光は、扇型スラブ
導波路１４において横方向に閉じ込めがないため、回折
により広がり、チャネル導波路アレイ１５を伝搬する。
チャネル導波路アレイ１５から出射した信号光は、ファ
ブリペロー共振器アレイ１６に形成される反射膜１８で
一部反射した後、残りの信号光はチャネル導波路アレイ
１７を伝搬し、反射膜１８で略１００％反射される。反
射された信号光は、ファブリペロー共振器アレイ１６を
何回も往復し、結果として再び扇型スラブ導波路１４へ
戻ってくる。Ｓはファブリペロー共振器アレイ１６から
反射して戻ってきたチャネル導波路アレイ１５内の信号
光の等位相面を示したものである。扇型スラブ導波路１
４中では、この等位相面Ｓに垂直な方向に信号光が進む
ため、扇型スラブ導波路１４の一端に集光し、出力チャ
ネル導波路１３のいずれかに結合して取り出される。
【００３０】図２は図１に示したアレイ導波路型グレー
ティングの各チャネルを伝搬する光の波長に対する位相
変化を示した図であり、横軸は波長軸であり、縦軸が位
相軸である。
ティングの各チャネルを伝搬する光の波長に対する位相
変化を示した図であり、横軸は波長軸であり、縦軸が位
相軸である。
【００３１】図２より波長変化に対して、階段状の位相
変化を示していることが分かる。このことは、等位相面
が、波長に対して階段状にその傾きを変化させることを
意味している。すなわち、ある波長においては、その集
光位置を変化させず、止まったままであり、さらに波長
が変化すると同時に集光位置を変化させることになる。
変化を示していることが分かる。このことは、等位相面
が、波長に対して階段状にその傾きを変化させることを
意味している。すなわち、ある波長においては、その集
光位置を変化させず、止まったままであり、さらに波長
が変化すると同時に集光位置を変化させることになる。
【００３２】図３は図１に示したアレイ導波路型グレー
ティングの波長損失特性を示す図であり、横軸が波長
軸、縦軸が損失軸である。
ティングの波長損失特性を示す図であり、横軸が波長
軸、縦軸が損失軸である。
【００３３】図３より従来のアレイ導波路型グレーティ
ングと比較し、損失を犠牲にすることなく、また、通過
域においてリップルのない矩形的な波長損失特性が得ら
れるのが分かる。
ングと比較し、損失を犠牲にすることなく、また、通過
域においてリップルのない矩形的な波長損失特性が得ら
れるのが分かる。
【００３４】図４は本発明のアレイ導波路型グレーティ
ングの他の実施の形態を示す平面図である。なお、図１
に示した実施の形態と同様の部材には共通の符号を用い
た。
ングの他の実施の形態を示す平面図である。なお、図１
に示した実施の形態と同様の部材には共通の符号を用い
た。
【００３５】本実施の形態と図１に示した実施の形態と
の相違点は、ファブリーペロー共振器アレイ１６ａのチ
ャネル導波路アレイ１７ａが半同心円状に形成されてい
る点である。
の相違点は、ファブリーペロー共振器アレイ１６ａのチ
ャネル導波路アレイ１７ａが半同心円状に形成されてい
る点である。
【００３６】すなわち、ファブリーペロー共振器アレイ
１６ａは、一端がチャネル導波路アレイ１５の他端にそ
れぞれ接続され導波路長差ΔＬの２倍の長さだけ順次長
くなると共に半同心円状に形成されたチャネル導波路ア
レイ１７ａと、チャネル導波路アレイ１５とチャネル導
波路アレイ１７との間に形成され略１１％の反射率を有
する反射膜１８ａと、チャネル導波路アレイ１７ａの他
端に形成され略１００％の反射率を有する反射膜１８ｂ
とで構成されたものである。
１６ａは、一端がチャネル導波路アレイ１５の他端にそ
れぞれ接続され導波路長差ΔＬの２倍の長さだけ順次長
くなると共に半同心円状に形成されたチャネル導波路ア
レイ１７ａと、チャネル導波路アレイ１５とチャネル導
波路アレイ１７との間に形成され略１１％の反射率を有
する反射膜１８ａと、チャネル導波路アレイ１７ａの他
端に形成され略１００％の反射率を有する反射膜１８ｂ
とで構成されたものである。
【００３７】このようなファブリーペロー共振器アレイ
１６ａを用いることにより、コンパクトな構造のアレイ
導波路型グレーティング１０ａが得られる。
１６ａを用いることにより、コンパクトな構造のアレイ
導波路型グレーティング１０ａが得られる。
【００３８】図５（ａ）は本発明のアレイ導波路型グレ
ーティングの他の実施の形態を示す平面図であり、図５
（ｂ）は図５（ａ）の第１の溝に挿入される反射膜の構
造図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）の第２の溝に挿入
される反射膜の構造図である。
ーティングの他の実施の形態を示す平面図であり、図５
（ｂ）は図５（ａ）の第１の溝に挿入される反射膜の構
造図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）の第２の溝に挿入
される反射膜の構造図である。
【００３９】本実施の形態と図１に示した実施の形態と
の相違点は、ファブリペロー共振器アレイ１６ｂがアレ
イ導波路型グレーティング１０ｂに一体化されている点
である。
の相違点は、ファブリペロー共振器アレイ１６ｂがアレ
イ導波路型グレーティング１０ｂに一体化されている点
である。
【００４０】すなわち、このアレイ導波路型グレーティ
ング１０ｂは、基板１１ａと、基板１１ａ上に形成され
一端に波長多重信号光が入力される入力チャネル導波路
１２と、入力チャネル導波路１２と並列になるように形
成され分波された出力信号光を一端から出力する出力チ
ャネル導波路１３と、一端が入力チャネル導波路１２の
他端及び出力チャネル導波路１３の他端に接続された扇
型スラブ導波路１４と、一端が扇型スラブ導波路１４の
他端に接続され所望の導波路長差ΔＬで順次長くなる複
数のチャネル導波路アレイ１５と、一端がチャネル導波
路アレイ１５の他端にそれぞれ接続され導波路長差ΔＬ
の２倍の長さだけ順次長くなる他のチャネル導波路アレ
イ１７と、チャネル導波路アレイ１５と他のチャネル導
波路アレイ１７との接続部に両チャネル導波路１５、１
７と交差するように形成された第１の溝２３と、第１の
溝２３内に挿入され略１１％の反射率を有する反射膜１
８ａと、他のチャネル導波路アレイ１７の途中に他のチ
ャネル導波路アレイ１７と交差するように形成された第
２の溝２４と、第２の溝２４内に挿入され略１００％の
反射率を有する反射膜１８ｂとで構成されたものであ
る。
ング１０ｂは、基板１１ａと、基板１１ａ上に形成され
一端に波長多重信号光が入力される入力チャネル導波路
１２と、入力チャネル導波路１２と並列になるように形
成され分波された出力信号光を一端から出力する出力チ
ャネル導波路１３と、一端が入力チャネル導波路１２の
他端及び出力チャネル導波路１３の他端に接続された扇
型スラブ導波路１４と、一端が扇型スラブ導波路１４の
他端に接続され所望の導波路長差ΔＬで順次長くなる複
数のチャネル導波路アレイ１５と、一端がチャネル導波
路アレイ１５の他端にそれぞれ接続され導波路長差ΔＬ
の２倍の長さだけ順次長くなる他のチャネル導波路アレ
イ１７と、チャネル導波路アレイ１５と他のチャネル導
波路アレイ１７との接続部に両チャネル導波路１５、１
７と交差するように形成された第１の溝２３と、第１の
溝２３内に挿入され略１１％の反射率を有する反射膜１
８ａと、他のチャネル導波路アレイ１７の途中に他のチ
ャネル導波路アレイ１７と交差するように形成された第
２の溝２４と、第２の溝２４内に挿入され略１００％の
反射率を有する反射膜１８ｂとで構成されたものであ
る。
【００４１】反射膜１８ａは、厚さ約１０μｍのポリイ
ミドフィルム２５と、ポリイミドフィルム２５上に形成
されたサブミクロンの厚さのＳｉ膜２６とで構成された
ものである。反射膜１８ｂは、厚さ約１０μｍのポリイ
ミドフィルム２５と、ポリイミドフィルム２５上に形成
されたＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 の多層膜２７とで構成された
ものである。
ミドフィルム２５と、ポリイミドフィルム２５上に形成
されたサブミクロンの厚さのＳｉ膜２６とで構成された
ものである。反射膜１８ｂは、厚さ約１０μｍのポリイ
ミドフィルム２５と、ポリイミドフィルム２５上に形成
されたＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 の多層膜２７とで構成された
ものである。
【００４２】このようなアレイ導波路型グレーティング
１０ｂにおいても図１に示したアレイ導波路型グレーテ
ィング１０と同様の効果が得られる。また、アレイ導波
路型グレーティング１０ｂにファブリペロー共振器アレ
イ１６ｂが一体的に形成されているので、チャネル導波
路アレイ１５とチャネル導波路アレイ１７との光軸合わ
せや接続が不要となり、製造工数を低減できる。
１０ｂにおいても図１に示したアレイ導波路型グレーテ
ィング１０と同様の効果が得られる。また、アレイ導波
路型グレーティング１０ｂにファブリペロー共振器アレ
イ１６ｂが一体的に形成されているので、チャネル導波
路アレイ１５とチャネル導波路アレイ１７との光軸合わ
せや接続が不要となり、製造工数を低減できる。
【００４３】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００４４】損失を増加させることなく通過域において
略平坦な波長損失特性を有するアレイ導波路型グレーテ
ィングの提供を実現することができる。
略平坦な波長損失特性を有するアレイ導波路型グレーテ
ィングの提供を実現することができる。
【図１】（ａ）は本発明のアレイ導波路型グレーティン
グの一実施の形態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）
のＡ−Ａ線断面図であり、（ｃ）は（ａ）に示したアレ
イ導波路型グレーティングの他の実施の形態を示すＡ−
Ａ線断面図である。
グの一実施の形態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）
のＡ−Ａ線断面図であり、（ｃ）は（ａ）に示したアレ
イ導波路型グレーティングの他の実施の形態を示すＡ−
Ａ線断面図である。
【図２】図１に示したアレイ導波路型グレーティングの
各チャネルを伝搬する光の波長に対する位相変化を示し
た図である。
各チャネルを伝搬する光の波長に対する位相変化を示し
た図である。
【図３】図１に示したアレイ導波路型グレーティングの
波長損失特性を示す図である。
波長損失特性を示す図である。
【図４】本発明のアレイ導波路型グレーティングの他の
実施の形態を示す平面図である。
実施の形態を示す平面図である。
【図５】（ａ）は本発明のアレイ導波路型グレーティン
グの他の実施の形態を示す平面図であり、（ｂ）は
（ａ）の第１の溝に挿入される反射膜の構造図であり、
（ｃ）は（ａ）の第２の溝に挿入される反射膜の構造図
である。
グの他の実施の形態を示す平面図であり、（ｂ）は
（ａ）の第１の溝に挿入される反射膜の構造図であり、
（ｃ）は（ａ）の第２の溝に挿入される反射膜の構造図
である。
【図６】アレイ導波路型グレーティングの従来例を示す
平面図である。
平面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は図６に示したアレイ導波路型
グレーティングの出力側扇型スラブ導波路における集光
ビームのフィールドと出力チャネル導波路のフィールド
との関係を示す説明図である。
グレーティングの出力側扇型スラブ導波路における集光
ビームのフィールドと出力チャネル導波路のフィールド
との関係を示す説明図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は図６に示したアレイ導波路型
グレーティングの波長損失特性の説明図である。
グレーティングの波長損失特性の説明図である。
【図９】図６に示したアレイ導波路型グレーティングの
波長損失特性の部分拡大図である。
波長損失特性の部分拡大図である。
１０ アレイ導波路型グレーティング １２ 入力チャネル導波路 １３ 出力チャネル導波路 １４ 扇型スラブ導波路 １５、１７ チャネル導波路アレイ １６ ファブリーペロー共振器アレイ １８ａ、１８ｂ 反射膜 １９ 光学接着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸 浩一 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内 (72)発明者 千葉 貴史 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内 Ｆターム(参考） 2H047 KA03 KA12 LA01 LA19 QA02 QA04 TA31 TA44
Claims (9)
- 【請求項１】 基板と、該基板上に形成され一端に波長
多重信号光が入力される入力チャネル導波路と、該入力
チャネル導波路と並列になるように形成され分波された
出力信号光を一端から出力する複数の出力チャネル導波
路と、一端が上記入力チャネル導波路の他端及び上記出
力チャネル導波路の他端に接続された扇型スラブ導波路
と、一端が該扇型スラブ導波路の他端に接続され所望の
導波路長差ΔＬで順次長くなる複数のチャネル導波路ア
レイと、一端が該チャネル導波路アレイの他端に接続さ
れ上記導波路長差ΔＬの２倍の長さだけ順次長くなるフ
ァブリペロー共振器アレイとを備えたことを特徴とする
アレイ導波路型グレーティング。 - 【請求項２】 上記ファブリペロー共振器アレイは、上
記チャネル導波路アレイとの接続面の反射率が略１１％
であり、該接続面に対向する面の反射率が略１００％の
完全反射である請求項１に記載のアレイ導波路型グレー
ティング。 - 【請求項３】 上記ファブリペロー共振器アレイの上記
チャネル導波路アレイとの接続面に、反射率が略１１％
となる金属膜がコーティングされ、該接続面に対向する
面に略１００％の金属膜か、あるいはＴｉＯ2 及びＳｉ
Ｏ2 の誘電体多層膜がコーティングされている請求項１
または２に記載のアレイ導波路型グレーティング。 - 【請求項４】 基板と、該基板上に形成され一端に波長
多重信号光が入力される入力チャネル導波路と、該入力
チャネル導波路と並列になるように形成され分波された
出力信号光を一端から出力する出力チャネル導波路と、
一端が上記入力チャネル導波路の他端及び上記出力チャ
ネル導波路の他端に接続された扇型スラブ導波路と、一
端が該扇型スラブ導波路の他端に接続され所望の導波路
長差ΔＬで順次長くなる複数のチャネル導波路アレイ
と、一端が該チャネル導波路アレイの他端にそれぞれ接
続され上記導波路長差ΔＬの２倍の長さだけ順次長くな
ると共に半同心円状に形成された他のチャネル導波路ア
レイと、上記チャネル導波路アレイと上記他のチャネル
導波路アレイとの間に形成され略１１％の反射率を有す
る反射膜と、上記他のチャネル導波路の他端に形成され
略１００％の反射率を有する反射膜とを備えたことを特
徴とするアレイ導波路型グレーティング。 - 【請求項５】 基板と、該基板上に形成され一端に波長
多重信号光が入力される入力チャネル導波路と、該入力
チャネル導波路と並列になるように形成され分波された
出力信号光を一端から出力する出力チャネル導波路と、
一端が上記入力チャネル導波路の他端及び上記出力チャ
ネル導波路の他端に接続された扇型スラブ導波路と、一
端が該扇型スラブ導波路の他端に接続され所望の導波路
長差ΔＬで順次長くなる複数のチャネル導波路アレイ
と、一端が該チャネル導波路アレイの他端にそれぞれ接
続され上記導波路長差ΔＬの２倍の長さだけ順次長くな
る他のチャネル導波路アレイと、上記チャネル導波路ア
レイと上記他のチャネル導波路アレイとの接続部に両チ
ャネル導波路と交差するように形成された第１の溝と、
第１の溝内に挿入され略１１％の反射率を有する反射膜
と、上記他のチャネル導波路の途中に上記他のチャネル
導波路と交差するように形成された第２の溝と、第２の
溝内に挿入され略１００％の反射率を有する反射膜とを
備えたことを特徴とするアレイ導波路型グレーティン
グ。 - 【請求項６】 上記反射膜は、ポリイミドの薄膜上にシ
リコンや金等の金属膜が蒸着されているものである請求
項１から５のいずれかに記載のアレイ導波路型グレーテ
ィング。 - 【請求項７】 上記金属膜を蒸着したポリイミド反射膜
が光学樹脂で固定された請求項１から６のいずれかに記
載のアレイ導波路型グレーティング。 - 【請求項８】 上記チャネル導波路が石英基板上か、あ
るいはシリコン基板上に形成され、石英ガラスを主成分
とした材料により構成されている請求項１から７のいず
れかに記載のアレイ導波路型グレーティング。 - 【請求項９】 上記チャネル導波路はＩｎＰを主成分と
して構成されている請求項１から８のいずれかに記載の
アレイ導波路型グレーティング。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35025799A JP2001166162A (ja) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | アレイ導波路型グレーティング |
| GB0119350A GB2362722B (en) | 1999-12-09 | 2000-12-08 | Array waveguide grating and method of manufacture thereof |
| CA002362653A CA2362653C (en) | 1999-12-09 | 2000-12-08 | Array waveguide grating and method of manufacture thereof |
| PCT/JP2000/008715 WO2001042833A1 (fr) | 1999-12-09 | 2000-12-08 | Grille de guide d'ondes en reseau et son precede de fabrication |
| US09/890,625 US6556749B2 (en) | 1999-12-09 | 2000-12-08 | Array waveguide grating and method of manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35025799A JP2001166162A (ja) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | アレイ導波路型グレーティング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001166162A true JP2001166162A (ja) | 2001-06-22 |
Family
ID=18409285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35025799A Pending JP2001166162A (ja) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | アレイ導波路型グレーティング |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6556749B2 (ja) |
| JP (1) | JP2001166162A (ja) |
| CA (1) | CA2362653C (ja) |
| GB (1) | GB2362722B (ja) |
| WO (1) | WO2001042833A1 (ja) |
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| WO2007072920A1 (ja) * | 2005-12-21 | 2007-06-28 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | アレイ導波路格子回路 |
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| EP3385763A4 (en) * | 2015-12-24 | 2018-12-12 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Arrayed waveguide grating |
| JP7124638B2 (ja) * | 2018-10-29 | 2022-08-24 | 日本電信電話株式会社 | 波長チェッカー |
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|---|---|---|---|---|
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| US5917625A (en) * | 1993-09-09 | 1999-06-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | High resolution optical multiplexing and demultiplexing device in optical communication system |
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-
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- 1999-12-09 JP JP35025799A patent/JP2001166162A/ja active Pending
-
2000
- 2000-12-08 US US09/890,625 patent/US6556749B2/en not_active Expired - Fee Related
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