JP3931835B2

JP3931835B2 - Star coupler and optical wavelength multiplexer / demultiplexer

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Publication number: JP3931835B2
Application number: JP2003121545A
Authority: JP
Inventors: 浩一丸; 誠一樫村; 研輔松井; 尚登上塚
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2023-04-25
Also published as: JP2004325865A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スターカプラ及び光波長合分波器に関し、特に、光通信分野の波長多重伝送系に用いられるスターカプラ及び光波長合分波器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光通信の分野において、複数の信号を別々の波長（λ₁〜λ_n）の光にのせ、１本の光ファイバで伝送し情報容量を増加する、波長分割多重方式が検討されている。この方法では、異なる波長の光を合分波する光波長合分波器が重要な役割を果たしている。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、狭い波長間隔の合分波を実現可能であり、通信容量の多重数を容易に大きくできる利点がある。
【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（光デバイス）の構成を示す。この光デバイスは、入力用チャネル導波路１と、入力側スラブ導波路２と、外側に配置されるほど長さの長い複数のアレイ導波路４ａ〜４ｉから成るアレイ導波路回折格子３と、出力側スラブ導波路５と、及び出力用チャネル導波路６とを石英基板７に形成して構成されている。入力側スラブ導波路２は入力用チャネル導波路１に接続され、入力側スラブ導波路２にはアレイ導波路回折格子３が接続され、このアレイ導波路回折格子３には出力側スラブ導波路５が接続され、更に、出力側スラブ導波路５には出力用チャネル導波路６が接続されている。なお、説明の便宜上、アレイ導波路４の本数を９本とした（以下に同じ。）。
【０００４】
図７において、入力用チャネル導波路１から入力され、λ₁〜λ_nの波長が多重化された波長多重光は、入力側スラブ導波路２の内部を回折により広がりながら伝搬し、アレイ導波路回折格子３との境界に到達する。この境界に到達した光は、境界における電界分布に応じた電力比に基づいてアレイ導波路４ａ〜４ｉに結合、伝搬し、アレイ導波路４ａ〜４ｉと出力側スラブ導波路５の境界に到達する。
【０００５】
アレイ導波路４ａ〜４ｉのそれぞれの長さは、内側に配置のアレイ導波路４ａから外側のアレイ導波路４ｉに向かってΔＬ毎に長くなるように設計されており、それぞれの出力端では、波長に依存した位相差が生じる。最も外側のアレイ導波路４ｉを伝搬した光が受ける位相変化量φ’_m（λ）は、一番内側のアレイ導波路４ａを基準として、式（１）により求めることができる。
【数１】

【０００６】
上記（１）式より、アレイ導波路４ａ〜４ｉと出力側スラブ導波路５の境界近傍における光の等位相面は波長に依存して傾斜することになり、アレイ導波路４ａ〜４ｉによって位相差を与えられた光は、出力側スラブ導波路５の中で干渉を生じる。多重干渉により同位相条件が成立し（互いに強め合い）、波長λ₁〜λ_n毎に出力用チャネル導波路６に結合し、出力用チャネル導波路６から取り出される。
【０００７】
ここで、等位相面の向きは波長毎に異なるため、波長が変化すると出力側スラブ導波路５と各出力用チャネル導波路６の境界で光の集光位置がシフトする。このため、各出力用チャネル導波路６からは、異なる波長の光を取り出すことができ、この結果、光の合分波が実現される。出力側スラブ導波路５の対称軸５ａ上に配置された出力用チャネル導波路６から出力される光の波長λは、以下の（２）式で表される。
【数２】

【０００８】
ところで、光波長合分波器の損失増加要因として、入力側スラブ導波路２とアレイ導波路４ａ〜４ｉの境界、及びアレイ導波路４ａ〜４ｉと出力側スラブ導波路５の境界における遷移損失がある。通常の光波長合分波器では、スラブ−アレイ導波路の境界でエッチングの加工限界によってアレイ導波路付け根にギャップが生じ、これにより遷移損失が生じる。この遷移損失を低減するため、入力側スラブ導波路２及び出力側スラブ導波路５とアレイ導波路４ａ〜４ｉのフィールドミスマッチを低減する方法が幾つか提案されている。例えば、入力側スラブ導波路又は出力側スラブ導波路のアレイ導波路の近傍に転換領域（アレイ導波路を横切る構造のパス、凹部）を設け、これにより結合損失を低減する方法が提案されている（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照）。この一例を図８に示して説明する。
【０００９】
図８は、遷移損失を低減させた従来のアレイ導波路回折格子型光波長合分波器の構成を示す。
図８の光波長合分波器は、図７の光波長合分波器において、アレイ導波路４ａ〜４ｉの近傍における入力側スラブ導波路２及び出力側スラブ導波路５が、クラッド部形成領域１０Ａ，１０Ｂを備えている。クラッド部形成領域１０Ａと１０Ｂは同一パターンであり、クラッド部形成領域１０Ａについて説明すると、後述する図９に示すように、複数の列（複数のクラッド列１２）を成すようにして、複数のクラッド部１１を備えた構成になっている。クラッド部１１は、図９に示すように、所定の配置及び間隔によりコア領域の一部に形成された凹部である。その他の構成は図７と同じであるので、説明を省略する。
【００１０】
図９は図８のクラッド部形成領域１０Ａの部分構成を示し、図１０は図９のコア部分の断面（Ｃ−Ｃ’）を示す。入力側スラブ導波路２は、石英基板７上に形成されたコア８と、このコア８を覆うように形成されたクラッド（図示せず）とを備えて構成されている。クラッド部形成領域１０Ａでは、クラッド部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，および１１ｄは、エッチング等により、コア８のアレイ導波路４ａ〜４ｉの相互間の延長線上の領域１３に部分的及び所定間隔に凹部が形成されるようにして設けられている。クラッド部１１ａ〜１１ｄの相互間は等間隔（同一のピッチＳ）にされ、かつ、クラッド部１１ａ〜１１ｄの相互間に存在するコア８は同一高さに形成されている。
【００１１】
図９及び図１０に示すように、クラッド部１１は、アレイ導波路４と入力側スラブ導波路２及び出力側スラブ導波路５との間の距離に応じて、複数の列を成す様に形成されている。入力側スラブ導波路２から入射した光は、クラッド部１１が形成された部分と形成されていない部分を交互に通過することで、徐々にアレイ導波路４ａ〜４ｉの基本導波モードに結合し、クラッド部１１が無い場合に比べ、大幅な損失低減が可能となる。
【００１２】
図１１は、図８のアレイ導波路回折格子型光波長合分波器におけるスラブ−アレイ遷移損失計算値を示す。ここでの計算は、クラッド列の数（３列、５列、７列）とクラッド列配置周期を様々に変化させた場合について行ったものである。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１０−２７４７１９号公報
【非特許文献１】
Ｃ．Ｒ．Ｄｏｅｒｒ等による”Arrayed waveguide dynamic gain equalization filter with reduced insertion loss and increased dynamic range", IEEE Photon.Technol. Lett., vol.13, no.4,PP,329-331,2001
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の光波長合分波器によると、図１１から明らかなように、クラッド列数５、クラッド列配置周期８０μｍの場合に最適となるが、この場合でも０．５ｄＢ程度の遷移損失が生じている。即ち、クラッド部を設けても、未だ無視できないレベルの遷移損失が生じている。その原因として、クラッド部１１を全てクラッドで形成すると（クラッド部１１のコアを全て取り除くと）、スラブ導波路２，５部とクラッド部１１の縦方向のモードミスマッチが大きくなるため、放射損失が増加する。また、特許文献１の構成では、出力導波路アレイ（２６）に向かうにつれ、転換領域（２２）の列間隔が徐々に小さくなっている（コア高さは全て同一）ため、コア部分から光が放射される際に縦方向への光の分散が大になり、損失が増大する。
【００１５】
従って、本発明の目的は、遷移損失を顕著に低減することが可能なスターカプラ及び光波長合分波器を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、第１の特徴として、チャネル導波路と、前記チャネル導波路に接続されたスラブ導波路と、前記スラブ導波路に各一端が接続された複数のアレイ導波路とを備え、
前記スラブ導波路には、前記複数のアレイ導波路の相互間の延長線上の領域であって前記スラブ導波路と前記アレイ導波路との接続部の近傍に縦横に配置され、かつ下部にコアが形成された複数のクラッド部が形成され、それら複数のクラッド部のコアの高さは、前記アレイ導波路に近いクラッド部では低く、前記アレイ導波路から離れたクラッド部では高くなるように形成されていることを特徴とするスターカプラを提供する。
【００１７】
この構成によれば、スラブ導波路において、アレイ導波路の近傍で且つアレイ導波路の入力端相互間の部分の延長線上に存在するコアには、所定の列を成すようにクラッド部が形成され、このクラッド部はアレイ導波路の端部からの距離に応じて高さが徐々に異なるように形成されているため、スラブ導波路とクラッド部の縦方向のモードミスマッチを小さくでき、その結果、従来に比べて遷移損失を顕著に低減することが可能なスターカプラを得ることができる。
【００１８】
本発明は、上記の目的を達成するため、第２の特徴として、入力用チャネル導波路と、前記入力用チャネル導波路に接続された入力側スラブ導波路と、前記入力側スラブ導波路に各一端が接続され、互いに長さの異なる複数のアレイ導波路と、前記複数のアレイ導波路の他端に接続された出力側スラブ導波路と、前記出力側スラブ導波路に接続された出力用チャネル導波路とを備え、
前記入力側スラブ導波路と前記出力側スラブ導波路の少なくとも一方には、前記複数のアレイ導波路の相互間の延長線上の領域であって前記スラブ導波路と前記アレイ導波路との接続部の近傍に縦横に配置され、かつ下部にコアが形成された複数のクラッド部が形成され、それら複数のクラッド部のコアの高さは、前記アレイ導波路に近いクラッド部では低く、前記アレイ導波路から離れたクラッド部では高くなるように形成されていることを特徴とする光波長合分波器を提供する。
【００１９】
この構成によれば、入力側スラブ導波路又は出力側スラブ導波路には、前記アレイ導波路回折格子の近傍で且つアレイ導波路の入力端相互間の部分の延長線上に存在するコアには、所定の列を成すようにクラッド部が形成され、このクラッド部はアレイ導波路の端部からの距離に応じて徐々に高さが異なるように形成されているため、スラブ導波路とクラッド部の縦方向のモードミスマッチを小さくでき、その結果、従来に比べて遷移損失を顕著に低減することが可能な光波長合分波器を得ることができる。
【００２２】
なお、本発明において、アレイ導波路とは、チャネル導波路を含む概念であり、複数本のチャネル導波路が配列して使用される態様から、その１本がアレイ導波路と呼ばれているものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る光波長合分波器（アレイ導波路回折格子型光波長合分波器）を示す。また、図２は図１のクラッド部形成領域２０Ａの詳細を示す。更に、図３は図２のＡ−Ａ’断面を示し、図４は図３のＢ−Ｂ’断面を示している。
【００２４】
図１の光波長合分波器は、図８と同様に、入力用チャネル導波路１と、入力側スラブ導波路２と、アレイ導波路４ａ〜４ｉから成るアレイ導波路回折格子３と、出力側スラブ導波路５と、及び出力用チャネル導波路６とを石英基板７に形成することにより構成されている。
【００２５】
入力側スラブ導波路２は、図３に示すように、石英基板７上に石英系の材料で形成されたコア８と、このコア８を覆うように石英系の材料で形成されたクラッド層９とを備えて構成されている。アレイ導波路４ａ〜４ｉに近接する部分にはクラッド部形成領域２０Ａが形成されている。
【００２６】
出力側スラブ導波路５は、アレイ導波路４ａ〜４ｉに近接する部分にクラッド部形成領域２０Ｂが形成されている。なお、クラッド部形成領域２０Ａとクラッド部形成領域２０Ｂは同一構造であるので、以下においてはクラッド部形成領域２０Ａについてのみ説明する。
【００２７】
クラッド部形成領域２０Ａは、入力側スラブ導波路２から入射した光を徐々にアレイ導波路４ａ〜４ｉの基本導波モードに結合するため、アレイ導波路４ａ〜４ｉに近傍する領域には複数のクラッド部２１が形成されている。
【００２８】
クラッド部２１は、アレイ導波路４ａ〜４ｉの端部の延長線上には設けられず、アレイ導波路４ａ〜４ｉの相互間の延長線上の領域１３に設けられている。また、クラッド部２１は、複数個が光の伝搬方向と垂直な方向に配設されることによりクラッド列２２を形成し、このクラッド列２２は光の伝搬方向と平行な方向に、アレイ導波路４ａ〜４ｉと入力側スラブ導波路２との距離に応じて、複数の列を成すようにエッチング加工により形成されている。本実施の形態ではクラッド列２２を４つ設けているが、これに限定されるものではなく、２列以上１５列以下の範囲で選択することが好ましい。
【００２９】
図３に示すように、クラッド部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，および２１ｄを形成するコア８の高さｈは、入力側スラブ導波路２を形成するコア８の高さよりも低く、かつアレイ導波路４ａ〜４ｉと入力側スラブ導波路２との接続部２３（アレイ導波路回折格子３と入力側スラブ導波路２及び出力側スラブ導波路５との境界をいう）に近づくにつれて低くなるように設定する。言い換えれば、クラッド部２１ａ〜２１ｄの各深さは、接続部２３に近づくにつれて深くなるように設定する。なお、クラッド部２１ａ〜２１ｄのそれぞれの幅ｌは、接続部２３に近づくにつれて大になっており、これらの配置間隔Ｓは同一となっている。この配置間隔Ｓは２０〜１５０μｍの範囲にあることが望ましい。
【００３０】
以下に、本実施の形態の光波長合分波器の動作を説明する。
【００３１】
入力用チャネル導波路１から入力側スラブ導波路２に光を入射すると、入力側スラブ導波路２の内部を回折により広がりながらコア８内で全反射して接続部２３に向かって進行し、クラッド部形成領域２０Ａに到る。この光は、接続部２３に向かってコア高さｈが徐々に低く形成されている部分と、クラッド部２１が形成されていない部分を通過して行き接続部２３よりアレイ導波路４ａ〜４ｉに入射する。
【００３２】
アレイ導波路４ａ〜４ｉは、内側に配置のアレイ導波路４ａから外側のアレイ導波路４ｉに向かってΔＬ毎に長くなるように設計されており、それぞれの出力端では、波長に依存した位相差が生じる。最も外側のアレイ導波路４ｉを伝搬した光が受ける位相変化量φ’_m（λ）は、一番内側のアレイ導波路４ａを基準として、式（３）により求めることができる。
【数３】

【００３３】
上記（１）式より、アレイ導波路４ａ〜４ｉと出力側スラブ導波路５の境界近傍における光の等位相面は波長に依存して傾斜することになる。アレイ導波路４ａ〜４ｉによって位相変化を受けた光は、接続部２３から出力側スラブ導波路５のクラッド部形成領域２０Ｂに入射し、出力用チャネル導波路６方向にコア高さｈが徐々に高く形成されている部分を通過し、出力側スラブ導波路５の中で干渉を生じる。多重干渉により同位相条件が成立し（互いに強め合い）、出力用チャネル導波路６に結合することにより光合波／光分波が行われ、出力用チャネル導波路６から取り出される。
【００３４】
ここで、等位相面の向きは波長毎に異なるため、波長が変化すると出力側スラブ導波路５と各出力用チャネル導波路６の境界で光の集光位置がシフトする。このため、各出力用チャネル導波路６からは、異なる波長の光を取り出すことができ、この結果、光の合分波が実現される。出力側スラブ導波路５の対称軸５ａ上に配置された出力用チャネル導波路６から出力される光の波長λは、以下の（４）式で表される。
【数４】

【００３５】
ちなみに、図８に示した従来の光波長合分波器では、クラッド部１１がアレイ導波路４ａ〜４ｉの端部からの距離にかかわらずコア８を取り除かれているため、入力側スラブ導波路２及び出力側スラブ導波路５とクラッド部１１の縦方向のモードミスマッチが大きく、放射損失の増加を招いていた。また、特許文献１の発明では、コアの高さ（厚さ）が全て一定であり、本実施の形態のクラッド部１１に相当する部分にはコアが残存せず、従って遷移損失を軽減することはできない。
【００３６】
図５は、本発明の実施の形態におけるスラブ−アレイ遷移損失の計算値を示す。ここでは、クラッド部２１の長さｌは、接続部に向けて１０μｍ、１２．５μｍ、１５μｍ、１７．５μｍ、２０μｍとした。また、クラッド列２２の配置間隔Ｓは一定にした。図５を参照すると、図１１に示した従来特性と比べて明らかなように、従来は損失を０．５ｄＢ以下にすることができなかったのに対し、本発明では０．１ｄＢにまで損失を低減できていることがわかる。
【００３７】
なお、図１の構成において、石英基板７上に、入力用チャネル導波路１と、入力側スラブ導波路２と、複数本のアレイ導波路（４ａ〜４ｉ）とを配置し、これらをそれぞれ接続するように形成した場合には、入力用チャネル導波路１に入力した光を所定の分岐比でアレイ導波路４ａ〜４ｉに分配する光回路を備えた光デバイスとしてのスターカプラを構成できる。
【００３８】
次に、本実施の形態の光波長合分波器の製造方法を述べる。
【００３９】
図６は、本実施の形態の光波長合分波器の製造方法の主な工程を示す。
（１）まず、図６（ａ）のように、石英基板７上にコア８の材料となるＧｅをドープしたＳiＯ₂によるコア膜３１をプラズマＣＶＤ法により形成する。
【００４０】
（２）次に、図６（ｂ）のように、コア膜３１上にフォトレジスト３２を塗布し、このフォトレジスト３２をベークする。
【００４１】
（３）次に、図６（ｃ）のように、フォトレジスト３２をマスク（図示せず）を介して露光し、その後、未露光部分のフォトレジストを除去し、レジスト除去部３３を形成する。これにより、導波路回路パターンを形成するためのフォトレジストのパターニングが終了する。
【００４２】
（４）次に、図６（ｄ）のように、ドライエッチングにより、不要なコア膜３１’を除去し、コア８を形成する。ここで、クラッド部２１のコア８の高さが接続部２３へ向かって次第に小さくなるようにするため、エッチングレートの面積選択性を利用する。
【００４３】
本実施の形態では、クラッド部２１のコア高さｈを接続部２３に向けて次第に小さくすると共にクラッド部２１の長さｌを接続部２３に向かって次第に大きくなるように構成する必要がある。すなわち、クラッド部２１に相当するレジスト除去部３３の面積は、接続部２３に向かって大きくなるので、クラッド部２１に相当するコア膜３１のエッチングレートは接続部２３に向かって次第に高くなる。従って、接続部２３に最も近いクラッド部２１に相当するコア膜３３が単位時間当たり最も多くエッチングが行われることになるので、接続部２３に最も近いクラッド部２１のコア高さｈが所定の高さとなった時点でエッチングを終了させれば、クラッド部２１を構成するコアを、コア高さｈが接続部２３へ向けて次第に小さくなるように形成することができる。
【００４４】
（５）最後に、図６（ｅ）のように、エッチングが終了し、導波路回路パターンが出来上がったコア８を覆うように、この上にクラッド層９をプラズマＣＶＤ法により形成すれば、光波長合分波器が完成する。
【００４５】
上記実施の形態においては、光波長合分波器を主に説明したが、本発明は光波長合分波器に限定されるものではなく、光多重伝送システムに用いられる各種の光デバイスに適用可能である。例えば、スターカプラ、Ｍ×Ｎ周波数ルーティング装置、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐフィルタ等に適用可能である。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のスターカプラによれば、チャネル導波路と、前記チャネル導波路に接続されたスラブ導波路と、前記スラブ導波路に各一端が接続された複数のアレイ導波路とを備え、前記スラブ導波路には、コアの高さが前記アレイ導波路と前記スラブ導波路との接続部からの距離に応じて異なる複数のクラッド部が、前記複数のアレイ導波路の相互間の延長線上の領域であって前記接続部の近傍に縦横に配置されているため、スラブ導波路とクラッド部の縦方向のモードミスマッチを小さくでき、低損失な特性を有するスターカプラを得ることができる。
【００４７】
また、本発明の光波長合分波器によれば、入力用チャネル導波路と、前記入力用チャネル導波路に接続された入力側スラブ導波路と、前記入力側スラブ導波路に各一端が接続され、互いに長さの異なる複数のアレイ導波路と、前記複数のアレイ導波路の他端に接続された出力側スラブ導波路と、前記出力側スラブ導波路に接続された出力用チャネル導波路とを備え、前記入力側スラブ導波路と前記出力側スラブ導波路の少なくとも一方には、コアの高さが前記アレイ導波路と前記スラブ導波路との接続部からの距離に応じて異なる複数のクラッド部が、前記複数のアレイ導波路の相互間の延長線上の領域であって前記接続部の近傍に縦横に配置されているため、スラブ導波路とクラッド部の縦方向のモードミスマッチを小さくでき、その結果、従来に比べて遷移損失を顕著に低減することができ、低損失な特性の光波長合分波器を得ることができる。
【００４８】
更に、本発明の光波長合分波器は、基板上に形成されたコア膜上にフォトレジストを塗布し、前記フォトレジストを所定のパターンで露光し、前記露光部分のフォトレジストを除去して面積の異なるレジスト除去部を形成し、ドライエッチングを用い、そのエッチングレートの面積選択性を利用してコア高さが所望の値になるように前記コア膜の不要部分を除去してコアを形成し、前記コアの表面にクラッド層を形成することにより得られ、クラッド部のコアを接続部に向けて次第にコア高さｈが小さくなるように形成されているので、従来に比べて遷移損失を顕著に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る光波長合分波器を示す平面図である。
【図２】図１のクラッド部形成領域の詳細構成を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’断面を示す断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ’断面を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるスラブ−アレイ遷移損失の計算値に基づく特性図である。
【図６】本実施の形態の光波長合分波器の製造方法の主な工程を示す説明図である。
【図７】従来のアレイ導波路回折格子型光波長合分波器の構成を示す平面図である。
【図８】遷移損失を低減させた従来のアレイ導波路回折格子型光波長合分波器の構成を示す。
【図９】図８の入力側スラブ導波路に形成されたクラッド部形成領域の詳細を示す平面図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ’断面を示す断面図である。
【図１１】図８のアレイ導波路回折格子型光波長合分波器におけるスラブアレイ遷移損失計算値に基づく特性図である。
【符号の説明】
１入力用チャネル導波路
２入力側スラブ導波路
３アレイ導波路回折格子
４ａ〜４ｉアレイ導波路
５出力側スラブ導波路
５ａ対称軸
６出力用チャネル導波路
７石英基板
８コア
９クラッド層
１１，２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄクラッド部
１０Ａ，１０Ｂ，２０Ａ，２０Ｂクラッド部形成領域
１２，２２クラッド列
１３、アレイ導波路相互間の延長線上の領域
２３接続部
３１コア膜
３１’ 不要なコア膜
３２フォトレジスト
３３レジスト除去部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention related to a star coupler and an optical wavelength division multiplexer, and in particular relates to a star coupler and an optical wavelength demultiplexer used in a wavelength multiplexing transmission system of the optical communication field.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in the field of optical communication, wavelength division multiplexing has been studied in which a plurality of signals are put on light of different wavelengths (λ _{1 to} λ _n ) and transmitted through a single optical fiber to increase information capacity. . In this method, an optical wavelength multiplexer / demultiplexer that multiplexes / demultiplexes light of different wavelengths plays an important role. In particular, an optical wavelength multiplexer / demultiplexer using an arrayed waveguide diffraction grating can realize multiplexing / demultiplexing at narrow wavelength intervals, and has an advantage that the number of multiplexed communication capacities can be easily increased.
[0003]
FIG. 7 shows a configuration of a conventional arrayed waveguide diffraction grating type optical wavelength multiplexer / demultiplexer (optical device). This optical device includes an input channel waveguide 1, an input-side slab waveguide 2, an arrayed waveguide diffraction grating 3 composed of a plurality of arrayed waveguides 4 a to 4 i that are arranged to the outside, and an output. The side slab waveguide 5 and the output channel waveguide 6 are formed on a quartz substrate 7. The input side slab waveguide 2 is connected to the input channel waveguide 1, and the array side waveguide diffraction grating 3 is connected to the input side slab waveguide 2, and the output side slab waveguide 5 is connected to the array waveguide diffraction grating 3. Further, an output channel waveguide 6 is connected to the output-side slab waveguide 5. For convenience of explanation, the number of arrayed waveguides 4 is nine (the same applies below).
[0004]
In FIG. 7, wavelength-division multiplexed light that is input from the input channel waveguide 1 and multiplexed with wavelengths λ _{1 to} λ _n propagates while spreading inside the input-side slab waveguide 2 by diffraction, and is an arrayed waveguide. The boundary with the diffraction grating 3 is reached. The light reaching the boundary is coupled and propagated to the arrayed waveguides 4a to 4i based on the power ratio according to the electric field distribution at the boundary, and reaches the boundary between the arrayed waveguides 4a to 4i and the output-side slab waveguide 5. .
[0005]
The length of each of the arrayed waveguides 4a to 4i is designed to be longer by ΔL from the arrayed waveguide 4a arranged on the inner side toward the outer arrayed waveguide 4i. A phase difference depending on The amount of phase change φ ′ _m (λ) received by the light propagating through the outermost arrayed waveguide 4i can be obtained by Expression (1) with the innermost arrayed waveguide 4a as a reference.
[Expression 1]

[0006]
From the above equation (1), the equiphase surface of the light near the boundary between the arrayed waveguides 4a to 4i and the output side slab waveguide 5 is inclined depending on the wavelength, and the phase difference is caused by the arrayed waveguides 4a to 4i. Is given interference in the output-side slab waveguide 5. The in-phase condition is established by the multiple interference (reinforces each other), and is coupled to the output channel waveguide 6 for each of the wavelengths λ _{1 to} λ _n and taken out from the output channel waveguide 6.
[0007]
Here, since the directions of the equiphase surfaces are different for each wavelength, the light condensing position is shifted at the boundary between the output-side slab waveguide 5 and each output channel waveguide 6 when the wavelength changes. For this reason, light of different wavelengths can be extracted from each output channel waveguide 6, and as a result, light multiplexing and demultiplexing is realized. The wavelength λ of light output from the output channel waveguide 6 disposed on the symmetry axis 5a of the output slab waveguide 5 is expressed by the following equation (2).
[Expression 2]

[0008]
By the way, as a loss increase factor of the optical wavelength multiplexer / demultiplexer, transition loss at the boundary between the input side slab waveguide 2 and the array waveguides 4a to 4i and at the boundary between the array waveguides 4a to 4i and the output side slab waveguide 5 is caused. is there. In a normal optical wavelength multiplexer / demultiplexer, a gap occurs at the root of the arrayed waveguide due to the processing limit of etching at the boundary between the slab and the arrayed waveguide, thereby causing a transition loss. In order to reduce the transition loss, several methods for reducing the field mismatch between the input-side slab waveguide 2, the output-side slab waveguide 5, and the arrayed waveguides 4a to 4i have been proposed. For example, a method has been proposed in which a conversion region (a path or recess having a structure crossing the arrayed waveguide) is provided in the vicinity of the input side slab waveguide or the arrayed waveguide of the output side slab waveguide, thereby reducing the coupling loss. (For example, refer to Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). An example of this will be described with reference to FIG.
[0009]
FIG. 8 shows a configuration of a conventional arrayed waveguide diffraction grating type optical wavelength multiplexer / demultiplexer with reduced transition loss.
The optical wavelength multiplexer / demultiplexer of FIG. 8 is the same as the optical wavelength multiplexer / demultiplexer of FIG. 7, but the input slab waveguide 2 and the output slab waveguide 5 in the vicinity of the arrayed waveguides 4a to

4i

10A, 10B. The clad

portion forming regions

10A and 10B have the same pattern, and the clad portion forming region 10A will be described. As shown in FIG. 9 described later, a plurality of clads are formed in a plurality of rows (a plurality of clad rows 12). The configuration includes the portion 11. As shown in FIG. 9, the clad part 11 is a concave part formed in a part of the core region with a predetermined arrangement and interval. Other configurations are the same as those in FIG.
[0010]
FIG. 9 shows a partial configuration of the cladding portion forming region 10A of FIG. 8, and FIG. 10 shows a cross section (CC ′) of the core portion of FIG. The input-side slab waveguide 2 includes a core 8 formed on the quartz substrate 7 and a clad (not shown) formed so as to cover the core 8. In the cladding portion forming region 10A, the cladding portions 11a, 11b, 11c, and 11d have recesses partially and at predetermined intervals in the region 13 on the extension line between the arrayed waveguides 4a to 4i of the core 8 by etching or the like. It is provided to be formed. The clad portions 11a to 11d are equidistant from each other (the same pitch S), and the cores 8 existing between the clad portions 11a to 11d are formed at the same height.
[0011]
As shown in FIGS. 9 and 10, the clad portion 11 is formed to form a plurality of rows according to the distances between the arrayed waveguide 4, the input-side slab waveguide 2, and the output-side slab waveguide 5. Has been. The light incident from the input-side slab waveguide 2 passes through the portion where the cladding portion 11 is formed and the portion where the cladding portion 11 is not formed alternately, and is gradually coupled to the fundamental waveguide mode of the arrayed waveguides 4a to 4i. Compared with the case where there is no clad part 11, loss can be greatly reduced.
[0012]
FIG. 11 shows slab-array transition loss calculation values in the arrayed waveguide grating optical wavelength multiplexer / demultiplexer of FIG. The calculation here was performed for various changes in the number of clad rows (3 rows, 5 rows, 7 rows) and the clad row arrangement period.
[0013]
[Patent Document 1]
JP-A-10-274719 [Non-Patent Document 1]
C. R. "Arrayed waveguide dynamic gain equalization filter with reduced insertion loss and increased dynamic range" by Doerr et al., IEEE Photon. Technol. Lett., Vol.13, no.4, PP, 329-331, 2001
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional optical wavelength multiplexer / demultiplexer, as is apparent from FIG. 11, it is optimal when the number of clad rows is 5 and the clad row arrangement period is 80 μm. Has occurred. That is, even if the cladding portion is provided, a transition loss of a level that cannot be ignored yet occurs. As a cause of this, if the clad part 11 is entirely formed of clad (if all the cores of the clad part 11 are removed), the longitudinal mode mismatch between the slab waveguides 2 and 5 and the clad part 11 becomes large. To increase. Moreover, in the structure of patent document 1, since the row | line | column space | interval of the conversion area | region (22) becomes small gradually as it goes to an output waveguide array (26) (all core height is the same), light is light from a core part. When radiated, the dispersion of light in the vertical direction becomes large, and the loss increases.
[0015]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a star coupler and an optical wavelength division multiplexer that can significantly reduce the transition losses.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides, as a first feature, a channel waveguide, a slab waveguide connected to the channel waveguide, and a plurality of arrays each connected to the slab waveguide. A waveguide,
The slab waveguide is a region on an extension line between the plurality of arrayed waveguides, arranged vertically and horizontally in the vicinity of the connection portion between the slab waveguide and the arrayed waveguide, and a core at the lower part. A plurality of formed cladding portions are formed, and the height of the cores of the plurality of cladding portions is formed so as to be low in the cladding portion close to the array waveguide and high in the cladding portion away from the array waveguide. A star coupler is provided.
[0017]
According to this configuration, in the slab waveguide, the clad portion is formed so as to form a predetermined row in the core existing in the vicinity of the array waveguide and on the extension line between the input ends of the array waveguide. The clad part is formed so that the height gradually differs according to the distance from the end of the arrayed waveguide, so that the longitudinal mode mismatch between the slab waveguide and the clad part can be reduced. It is possible to obtain a star coupler that can significantly reduce the transition loss as compared with the prior art.
[0018]
In order to achieve the above object, the present invention provides, as a second feature, an input channel waveguide, an input side slab waveguide connected to the input channel waveguide, and an input side slab waveguide. A plurality of arrayed waveguides having one end connected and having different lengths, an output-side slab waveguide connected to the other end of the plurality of arrayed waveguides, and an output channel connected to the output-side slab waveguide A waveguide,
At least one of the input-side slab waveguide and the output-side slab waveguide is a region on an extension line between the plurality of arrayed waveguides, and a connection portion between the slab waveguide and the arrayed waveguides. A plurality of clad portions, which are arranged vertically and horizontally in the vicinity and have cores formed in the lower portion, are formed, and the height of the cores of the plurality of clad portions is low in the clad portion close to the array waveguide, and the array waveguide Provided is an optical wavelength multiplexer / demultiplexer characterized in that it is formed so as to be higher in a clad portion away from .
[0019]
According to this configuration, the input side slab waveguide or the output side slab waveguide has a core in the vicinity of the arrayed waveguide diffraction grating and on the extension line between the input ends of the arrayed waveguide. Since the clad part is formed so as to form a predetermined row, and this clad part is formed so as to gradually differ in height depending on the distance from the end part of the arrayed waveguide, the slab waveguide and the clad part The longitudinal mode mismatch can be reduced, and as a result, an optical wavelength multiplexer / demultiplexer capable of significantly reducing transition loss as compared with the prior art can be obtained.
[0022]
In the present invention, an arrayed waveguide is a concept including channel waveguides, and one of which is called an arrayed waveguide because it is used by arranging a plurality of channel waveguides. It is.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an optical wavelength multiplexer / demultiplexer (arrayed waveguide diffraction grating type optical wavelength multiplexer / demultiplexer) according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows details of the clad formation region 20A of FIG. 3 shows the AA ′ cross section of FIG. 2, and FIG. 4 shows the BB ′ cross section of FIG.
[0024]
As in FIG. 8, the optical wavelength multiplexer / demultiplexer of FIG. 1 includes an input channel waveguide 1, an input side slab waveguide 2, an array waveguide diffraction grating 3 including array waveguides 4a to 4i, and an output. The side slab waveguide 5 and the output channel waveguide 6 are formed on the quartz substrate 7.
[0025]
As shown in FIG. 3, the input-side slab waveguide 2 includes a core 8 formed of a quartz-based material on a quartz substrate 7 and a cladding layer 9 formed of a quartz-based material so as to cover the core 8. And is configured. A clad portion forming region 20A is formed in a portion close to the arrayed waveguides 4a to 4i.
[0026]
The output-side slab waveguide 5 has a clad portion forming region 20B formed in a portion close to the arrayed waveguides 4a to 4i. Since the clad portion forming region 20A and the clad portion forming region 20B have the same structure, only the clad portion forming region 20A will be described below.
[0027]
The clad portion forming region 20A gradually couples the light incident from the input-side slab waveguide 2 to the fundamental waveguide mode of the arrayed waveguides 4a to 4i. Therefore, a plurality of regions in the vicinity of the arrayed waveguides 4a to 4i are provided. A clad portion 21 is formed.
[0028]
The clad portion 21 is not provided on the extension line of the end portions of the arrayed waveguides 4a to 4i, but is provided in the region 13 on the extension line between the arrayed waveguides 4a to 4i. Further, a plurality of clad portions 21 are arranged in a direction perpendicular to the light propagation direction to form a clad row 22, and this clad row 22 is arranged in an array waveguide in a direction parallel to the light propagation direction. Depending on the distance between 4a to 4i and the input-side slab waveguide 2, they are formed by etching so as to form a plurality of rows. In the present embodiment, four clad rows 22 are provided, but the present invention is not limited to this, and it is preferable to select in the range of 2 rows to 15 rows.
[0029]
As shown in FIG. 3, the height h of the core 8 that forms the

clad portions

21a, 21b, 21c, and 21d is lower than the height of the core 8 that forms the input-side slab waveguide 2, and the arrayed waveguide 4a. ˜4i and the input side slab waveguide 2 are set so as to become lower as they approach the connection portion 23 (which means the boundary between the arrayed waveguide diffraction grating 3, the input side slab waveguide 2, and the output side slab waveguide 5). . In other words, the depths of the clad portions 21 a to 21 d are set so as to become deeper as they approach the connection portion 23. In addition, each width | variety l of the clad parts 21a-21d becomes large as it approaches the connection part 23, and these arrangement | positioning space | intervals S are the same. The arrangement interval S is desirably in the range of 20 to 150 μm.
[0030]
The operation of the optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to this embodiment will be described below.
[0031]
When light enters the input side slab waveguide 2 from the input channel waveguide 1, the inside of the input side slab waveguide 2 spreads by diffraction and is totally reflected in the core 8 and proceeds toward the connection portion 23. The part formation region 20A is reached. This light passes through the portion where the core height h is gradually lowered toward the connection portion 23 and the portion where the cladding portion 21 is not formed, and goes to the arrayed waveguides 4a to 4i from the connection portion 23. Incident.
[0032]
The arrayed waveguides 4a to 4i are designed to be longer by ΔL from the arrayed waveguide 4a arranged on the inner side toward the outer arrayed waveguide 4i. At each output end, a phase difference depending on the wavelength is formed. Occurs. The amount of phase change φ ′ _m (λ) received by the light propagating through the outermost arrayed waveguide 4i can be obtained by Expression (3) with the innermost arrayed waveguide 4a as a reference.
[Equation 3]

[0033]
From the above equation (1), the equiphase surface of the light in the vicinity of the boundary between the arrayed waveguides 4a to 4i and the output side slab waveguide 5 is inclined depending on the wavelength. The light that has undergone a phase change by the arrayed waveguides 4a to 4i enters the cladding portion forming region 20B of the output-side slab waveguide 5 from the connection portion 23, and the core height h gradually increases in the direction of the output channel waveguide 6. It passes through the part that is formed high and causes interference in the output-side slab waveguide 5. The in-phase condition is satisfied by the multiple interference (intensifies each other), and is coupled to the output channel waveguide 6 to be optically multiplexed / demultiplexed and taken out from the output channel waveguide 6.
[0034]
Here, since the directions of the equiphase surfaces are different for each wavelength, the light condensing position is shifted at the boundary between the output-side slab waveguide 5 and each output channel waveguide 6 when the wavelength changes. For this reason, light of different wavelengths can be extracted from each output channel waveguide 6, and as a result, light multiplexing and demultiplexing is realized. The wavelength λ of light output from the output channel waveguide 6 arranged on the symmetry axis 5a of the output side slab waveguide 5 is expressed by the following equation (4).
[Expression 4]

[0035]
Incidentally, in the conventional optical wavelength multiplexer / demultiplexer shown in FIG. 8, since the core 8 is removed regardless of the distance from the ends of the arrayed waveguides 4a to 4i in the clad portion 11, the input side slab waveguide is provided. 2, the longitudinal mode mismatch between the output slab waveguide 5 and the clad portion 11 is large, leading to an increase in radiation loss. Further, in the invention of Patent Document 1, the height (thickness) of the core is all constant, and the core does not remain in the portion corresponding to the clad portion 11 of the present embodiment, thus reducing the transition loss. I can't.
[0036]
FIG. 5 shows the calculated value of the slab-array transition loss in the embodiment of the present invention. Here, the length l of the clad part 21 was 10 μm, 12.5 μm, 15 μm, 17.5 μm, and 20 μm toward the connection part. Further, the arrangement interval S of the clad rows 22 was made constant. Referring to FIG. 5, as is clear from the conventional characteristics shown in FIG. 11, the loss cannot be reduced to 0.5 dB or less in the prior art, whereas the loss is reduced to 0.1 dB in the present invention. It turns out that it can reduce.
[0037]
In the configuration of FIG. 1, an input channel waveguide 1, an input side slab waveguide 2, and a plurality of array waveguides (4 a to 4 i) are arranged on a quartz substrate 7 and connected to each other. In this case, a star coupler as an optical device including an optical circuit that distributes light input to the input channel waveguide 1 to the arrayed waveguides 4a to 4i with a predetermined branching ratio can be configured.
[0038]
Next, a method for manufacturing the optical wavelength multiplexer / demultiplexer of this embodiment will be described.
[0039]
FIG. 6 shows the main steps of the method of manufacturing the optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to the present embodiment.
(1) First, as shown in FIG. 6A, a core film 31 made of SiO ₂ doped with Ge as a material of the core 8 is formed on the quartz substrate 7 by a plasma CVD method.
[0040]
(2) Next, as shown in FIG. 6B, a photoresist 32 is applied on the core film 31, and the photoresist 32 is baked.
[0041]
(3) Next, as shown in FIG. 6C, the photoresist 32 is exposed through a mask (not shown), and then the unexposed portion of the photoresist is removed to form a resist removal portion 33. . Thereby, the patterning of the photoresist for forming the waveguide circuit pattern is completed.
[0042]
(4) Next, as shown in FIG. 6D, the unnecessary core film 31 ′ is removed by dry etching to form the core 8. Here, the area selectivity of the etching rate is used so that the height of the core 8 of the cladding part 21 gradually decreases toward the connection part 23.
[0043]
In the present embodiment, the core height h of the clad portion 21 needs to be gradually reduced toward the connection portion 23, and the length l of the clad portion 21 needs to be gradually increased toward the connection portion 23. That is, since the area of the resist removal portion 33 corresponding to the cladding portion 21 increases toward the connection portion 23, the etching rate of the core film 31 corresponding to the cladding portion 21 gradually increases toward the connection portion 23. Accordingly, since the core film 33 corresponding to the clad portion 21 closest to the connection portion 23 is etched most per unit time, the core height h of the clad portion 21 closest to the connection portion 23 is set to a predetermined height. If the etching is terminated at that time, the core constituting the clad portion 21 can be formed so that the core height h gradually decreases toward the connection portion 23.
[0044]
(5) Finally, as shown in FIG. 6E, if the cladding layer 9 is formed thereon by plasma CVD so as to cover the core 8 where the etching is completed and the waveguide circuit pattern is completed, The wavelength multiplexer / demultiplexer is completed.
[0045]
In the above embodiment, the optical wavelength multiplexer / demultiplexer has been mainly described. However, the present invention is not limited to the optical wavelength multiplexer / demultiplexer, but can be applied to various optical devices used in the optical multiplexing transmission system. Is possible. For example, it can be applied to a star coupler, an M × N frequency routing device, an Add / Drop filter, and the like.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the star coupler of the present invention, a channel waveguide, a slab waveguide connected to the channel waveguide, and a plurality of arrayed waveguides each having one end connected to the slab waveguide. The slab waveguide includes a plurality of clad portions having different core heights depending on a distance from a connection portion between the arrayed waveguide and the slab waveguide, between the plurality of arrayed waveguides. Since it is a region on the extension line and is arranged vertically and horizontally in the vicinity of the connection portion, the longitudinal mode mismatch between the slab waveguide and the cladding portion can be reduced, and a star coupler having low loss characteristics can be obtained. .
[0047]
Further, according to the optical wavelength multiplexer / demultiplexer of the present invention, the input channel waveguide, the input side slab waveguide connected to the input channel waveguide, and one end connected to the input side slab waveguide A plurality of array waveguides having different lengths from each other, an output slab waveguide connected to the other end of the plurality of array waveguides, and an output channel waveguide connected to the output slab waveguide. And at least one of the input-side slab waveguide and the output-side slab waveguide has a plurality of claddings whose core height differs according to the distance from the connection portion between the arrayed waveguide and the slab waveguide Since the portion is a region on the extension line between the plurality of arrayed waveguides and is arranged vertically and horizontally in the vicinity of the connecting portion, it is possible to reduce the longitudinal mode mismatch between the slab waveguide and the cladding portion, as a result Transition losses than the conventional can be remarkably reduced, it is possible to obtain a low-loss characteristic optical wavelength demultiplexer.
[0048]
Furthermore, the optical wavelength multiplexer / demultiplexer of the present invention applies a photoresist onto the core film formed on the substrate, exposes the photoresist in a predetermined pattern, and removes the photoresist in the exposed portion. Form resist-removed parts with different areas, use dry etching, and use the area selectivity of the etching rate to remove the unnecessary part of the core film and form the core so that the core height becomes the desired value was obtained by forming a cladding layer on the surface of the core, so progressively core height h toward the core of the cladding portion to the connecting portion is formed to be smaller, the transition losses as compared with the conventional Ru can be significantly reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing a detailed configuration of a clad portion forming region in FIG. 1; FIG.
3 is a cross-sectional view showing a cross section AA ′ of FIG. 2;
4 is a cross-sectional view showing a BB ′ cross section of FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a characteristic diagram based on a calculated value of a slab-array transition loss in the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing main steps of the method of manufacturing an optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to the present embodiment.
FIG. 7 is a plan view showing a configuration of a conventional arrayed waveguide diffraction grating type optical wavelength multiplexer / demultiplexer.
FIG. 8 shows a configuration of a conventional arrayed waveguide diffraction grating type optical wavelength multiplexer / demultiplexer with reduced transition loss.
9 is a plan view showing details of a clad portion forming region formed in the input side slab waveguide of FIG. 8; FIG.
10 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG.
11 is a characteristic diagram based on a slab array transition loss calculation value in the arrayed waveguide grating optical wavelength multiplexer / demultiplexer of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input channel waveguide 2 Input side slab waveguide 3 Array waveguide diffraction grating 4a-4i Array waveguide 5 Output side slab waveguide 5a Symmetrical axis 6 Output channel waveguide 7 Quartz substrate 8 Core 9 Clad layers 11 and 21 , 21a, 21b, 21c,

21d Clad portions

10A, 10B, 20A, 20B Clad portion forming regions 12, 22 Clad rows 13, regions on extension lines between arrayed waveguides 23 Connection portion 31 Core film 31 ′ Unnecessary core film 32 Photoresist 33 Resist removal part

Claims

チャネル導波路と、前記チャネル導波路に接続されたスラブ導波路と、前記スラブ導波路に各一端が接続された複数のアレイ導波路とを備え、
前記スラブ導波路には、前記複数のアレイ導波路の相互間の延長線上の領域であって前記スラブ導波路と前記アレイ導波路との接続部の近傍に縦横に配置され、かつ下部にコアが形成された複数のクラッド部が形成され、それら複数のクラッド部のコアの高さは、前記アレイ導波路に近いクラッド部では低く、前記アレイ導波路から離れたクラッド部では高くなるように形成されていることを特徴とするスターカプラ。A channel waveguide, a slab waveguide connected to the channel waveguide, and a plurality of arrayed waveguides each connected to the slab waveguide;
The slab waveguide is a region on an extension line between the plurality of arrayed waveguides, arranged vertically and horizontally in the vicinity of the connection portion between the slab waveguide and the arrayed waveguide, and a core at the lower part. A plurality of formed cladding portions are formed, and the height of the cores of the plurality of cladding portions is formed so as to be low in the cladding portion close to the array waveguide and high in the cladding portion away from the array waveguide. A star coupler characterized by that.

前記複数のクラッド部は、前記アレイ導波路の端部からの距離に応じて複数のクラッド列を形成しており、その列数は２以上１５以下であり、前記クラッド列の相互の配置間隔は２０〜１５０μｍであることを特徴とする請求項１記載のスターカプラ。 The plurality of clad portions form a plurality of clad rows according to the distance from the end of the arrayed waveguide, the number of the rows is 2 or more and 15 or less, and the arrangement interval of the clad rows is The star coupler according to claim 1, wherein the star coupler is 20 to 150 μm.

前記コア及びクラッド材は、石英系材料が用いられていることを特徴とする請求項１記載のスターカプラ。 2. The star coupler according to claim 1, wherein the core and the clad material are made of a quartz-based material.

入力用チャネル導波路と、前記入力用チャネル導波路に接続された入力側スラブ導波路と、前記入力側スラブ導波路に各一端が接続され、互いに長さの異なる複数のアレイ導波路と、前記複数のアレイ導波路の他端に接続された出力側スラブ導波路と、前記出力側スラブ導波路に接続された出力用チャネル導波路とを備え、
前記入力側スラブ導波路と前記出力側スラブ導波路の少なくとも一方には、前記複数のアレイ導波路の相互間の延長線上の領域であって前記スラブ導波路と前記アレイ導波路との接続部の近傍に縦横に配置され、かつ下部にコアが形成された複数のクラッド部が形成され、それら複数のクラッド部のコアの高さは、前記アレイ導波路に近いクラッド部では低く、前記アレイ導波路から離れたクラッド部では高くなるように形成されていることを特徴とする光波長合分波器。An input channel waveguide, an input side slab waveguide connected to the input channel waveguide, a plurality of arrayed waveguides each having one end connected to the input side slab waveguide and having different lengths; An output-side slab waveguide connected to the other end of the plurality of arrayed waveguides, and an output channel waveguide connected to the output-side slab waveguide,
At least one of the input-side slab waveguide and the output-side slab waveguide is a region on an extension line between the plurality of arrayed waveguides, and a connection portion between the slab waveguide and the arrayed waveguides. A plurality of clad portions, which are arranged vertically and horizontally in the vicinity and have cores formed in the lower portion, are formed, and the height of the cores of the plurality of clad portions is low in the clad portion close to the array waveguide, and the array waveguide An optical wavelength multiplexer / demultiplexer characterized in that it is formed so as to be higher in a clad portion away from the center .

前記複数のクラッド部は、前記アレイ導波路の端部からの距離に応じて複数のクラッド列を形成しており、その列数は２以上１５以下であり、前記クラッド列の相互の配置間隔は２０〜１５０μｍであることを特徴とする請求項４記載の光波長合分波器。The plurality of clad portions form a plurality of clad rows according to the distance from the end of the arrayed waveguide, the number of the rows is 2 or more and 15 or less, and the arrangement interval of the clad rows is 5. The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to claim 4 , wherein the optical wavelength multiplexer / demultiplexer is 20 to 150 [mu] m.

前記コア及びクラッド材は、石英系材料が用いられていることを特徴とする請求項４記載の光波長合分波器。The optical wavelength multiplexer / demultiplexer according to claim 4 , wherein the core and the clad material are made of a quartz-based material.