JP4375256B2 - Waveguide-type temperature-independent optical multiplexer / demultiplexer - Google Patents

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Description

本発明は、光通信の分野において、波長多重通信を行う上で用いられる光合分波器に係り、特に、温度無依存化した光合分波器に関するものである。   The present invention relates to an optical multiplexer / demultiplexer used for performing wavelength division multiplexing in the field of optical communication, and more particularly to an optical multiplexer / demultiplexer that is temperature independent.

光通信の分野においては、複数の信号を別々の波長にのせ、一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。特に、マッハツェンダ干渉計や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にし、通信容量を容易に大きくできる利点がある。   In the field of optical communication, a wavelength division multiplexing system in which a plurality of signals are placed on different wavelengths and transmitted through a single optical fiber to increase information capacity has been studied. 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 a Mach-Zehnder interferometer or an arrayed waveguide diffraction grating is advantageous in that it can realize multiplexing / demultiplexing at narrow wavelength intervals and easily increase the communication capacity.

図５に示すように、従来の導波路型温度無依存光合分波器５０は、入力用チャネル導波路５１と、入力用チャネル導波路５１に接続された入力側スラブ導波路５２と、出力用チャネル導波路５３と、出力用チャネル導波路５３に接続された出力側スラブ導波路５４と、入力側スラブ導波路５２及び出力側スラブ導波路５４を接続する複数の移相用チャネル導波路５５とを有する。   As shown in FIG. 5, a conventional waveguide-type temperature-independent optical multiplexer / demultiplexer 50 includes an input channel waveguide 51, an input side slab waveguide 52 connected to the input channel waveguide 51, and an output channel. A channel waveguide 53, an output slab waveguide 54 connected to the output channel waveguide 53, and a plurality of phase shift channel waveguides 55 connecting the input slab waveguide 52 and the output slab waveguide 54 Have

入力用チャネル導波路５１から入力した光は入力側スラブ導波路５２内を伝搬し、複数の移相用チャネル導波路５５に入射する。光はそれぞれの移相用チャネル導波路５５を伝搬する際に位相変化を受け、出力側スラブ導波路５４に伝搬する。出力側スラブ導波路５４内の光は干渉し、各出力用チャネル導波路５３に到達する。ここで、光波の干渉パターンが波長により異なるため、光合分波器５０において、光合分波機能が実現される。   Light input from the input channel waveguide 51 propagates through the input-side slab waveguide 52 and enters a plurality of phase-shifting channel waveguides 55. The light undergoes a phase change when propagating through each phase-shifting channel waveguide 55 and propagates to the output-side slab waveguide 54. The light in the output-side slab waveguide 54 interferes and reaches each output channel waveguide 53. Here, since the interference pattern of the light wave differs depending on the wavelength, the optical multiplexer / demultiplexer 50 realizes the optical multiplexing / demultiplexing function.

通常の材料を用いて光合分波器を構成した場合、温度が変化すると、熱光学効果によって材料の屈折率が変化し、移相用チャネル導波路５５の等価屈折率が変化する。さらに、熱膨張によって移相用チャネル導波路５５の長さも変化する。この温度変化によって移相用チャネル導波路５５で光が受ける位相変化量が変化してしまう。この変化は波長によって異なるため、結果として出力される分波波長が変化してしまう。例えば、光合分波器５０を石英系材料で構成した場合を考えると、光通信用波長帯である１．５５μｍ付近での温度による分波波長の変化は０．０１ｎｍ／℃となる。従って、例えば０〜６０℃の環境温度で使用する場合には最大０．６ｎｍ波長がシフトしてしまう。このため、このままでは実用システムには使用できず、光回路の温度制御を行う必要がある。   When the optical multiplexer / demultiplexer is configured using a normal material, when the temperature changes, the refractive index of the material changes due to the thermo-optic effect, and the equivalent refractive index of the phase shift channel waveguide 55 changes. Furthermore, the length of the phase-shifting channel waveguide 55 also changes due to thermal expansion. Due to this temperature change, the amount of phase change received by the light in the phase-shifting channel waveguide 55 changes. Since this change differs depending on the wavelength, the output demultiplexing wavelength changes as a result. For example, considering the case where the optical multiplexer / demultiplexer 50 is made of a quartz-based material, the change of the demultiplexing wavelength due to temperature in the vicinity of 1.55 μm, which is the optical communication wavelength band, is 0.01 nm / ° C. Therefore, for example, when used at an ambient temperature of 0 to 60 ° C., the maximum wavelength of 0.6 nm is shifted. For this reason, it cannot be used in a practical system as it is, and it is necessary to control the temperature of the optical circuit.

そこで光合分波器を温度無依存化にする方法として光導波路の一部に溝を設け、その中に屈折率の温度係数が光合分波器を形成する材料とは異なる材料を充填し、温度による位相変化の波長依存性を補償する方法がある（例えば、非特許文献１参照）。   Therefore, as a method for making the optical multiplexer / demultiplexer temperature independent, a groove is provided in a part of the optical waveguide, and a temperature coefficient of the refractive index is filled therein with a material different from the material forming the optical multiplexer / demultiplexer. There is a method for compensating for the wavelength dependence of the phase change due to (see, for example, Non-Patent Document 1).

一般的に、溝では光の閉じ込め構造が無いために、大きな回折損失が生じる。そこで、溝を複数に分割して溝一段当たりの回折損失を減らし、さらに溝同士を最適な溝間隔で配置して、複数の溝で集光する作用を生じさせることにより、溝全体としての回折損失を低減する方法がよく用いられる（例えば、非特許文献２参照）。   In general, since there is no light confinement structure in the groove, a large diffraction loss occurs. Therefore, by dividing the groove into a plurality of grooves to reduce diffraction loss per step of the groove, and by arranging the grooves at an optimal groove interval, the effect of condensing at the plurality of grooves is generated, thereby diffracting the entire groove. A method for reducing the loss is often used (see, for example, Non-Patent Document 2).

チャネル導波路に溝を形成した場合、溝では基板に関して垂直方向と水平方向のいずれにも回折が生じ、この方法を用いたとしても十分に損失を下げることができないため、スラブ導波路に複数の楔型の溝を設けた例がある。   When grooves are formed in the channel waveguide, diffraction occurs in both the vertical and horizontal directions with respect to the substrate, and even if this method is used, the loss cannot be sufficiently reduced. There is an example in which a wedge-shaped groove is provided.

例えば、図５に示したように、入力側スラブ導波路５２には、複数の楔型の溝５６が形成され、その溝５６内には光学樹脂が充填され、その光学樹脂により屈折率の温度依存性の補償を行っている。入力側スラブ導波路５２では、基板に関して垂直方向の回折のみが損失に影響を及ぼすため、チャネル導波路に溝を形成した場合に比べ、損失の低減が可能になる（例えば、非特許文献３参照）。   For example, as shown in FIG. 5, a plurality of wedge-shaped grooves 56 are formed in the input-side slab waveguide 52, and the grooves 56 are filled with optical resin, and the refractive index temperature is increased by the optical resin. Dependency compensation is performed. In the input-side slab waveguide 52, only the diffraction in the vertical direction with respect to the substrate affects the loss, so that the loss can be reduced as compared with the case where a groove is formed in the channel waveguide (see, for example, Non-Patent Document 3). ).

一方、光導波路を構成するコア材料とクラッド材料の比屈折率差Δを大きくすることにより、一般的に曲がり導波路の曲率半径を小さくし、素子の小型化及び低コスト化を実現する方法がある（例えば、非特許文献４参照）。   On the other hand, by increasing the relative refractive index difference Δ between the core material and the clad material constituting the optical waveguide, there is generally a method for reducing the radius of curvature of the bent waveguide and realizing miniaturization and cost reduction of the element. Yes (see Non-Patent Document 4, for example).

比屈折率差Δを大きくする場合、入力側スラブ導波路５２に溝５６を形成した場合でも、溝５６での放射損失を十分に抑えられない問題がある。   When the relative refractive index difference Δ is increased, there is a problem that the radiation loss in the groove 56 cannot be sufficiently suppressed even when the groove 56 is formed in the input-side slab waveguide 52.

図６及び図７に、コアとクラッドの比屈折率差Δがそれぞれ0.8％及び2.5％の光合分波器において、溝幅をパラメータとしたときの溝配置間隔と損失との関係を示す。   6 and 7 show the relationship between the groove arrangement interval and the loss when the groove width is a parameter in the optical multiplexer / demultiplexer in which the relative refractive index difference Δ between the core and the cladding is 0.8% and 2.5%, respectively.

図６及び図７に示すように、両Δに関して、各溝幅において低損失となる溝配置間隔があることがわかる。しかし、溝幅が同じとき、Δ＝0.8％の場合とΔ＝2.5％の場合とを比較すると、Δ＝2.5％の場合の方が最小損失が大きくなっている。これは、スラブ導波路に溝を形成しても、Δを大きくすると縦方向（基板垂直方向）の回折損失が無視できなくなってくるためである。   As shown in FIGS. 6 and 7, it can be seen that there is a groove arrangement interval with low loss in each groove width for both Δ. However, when the groove width is the same, when Δ = 0.8% and Δ = 2.5% are compared, the minimum loss is larger when Δ = 2.5%. This is because even if a groove is formed in the slab waveguide, if Δ is increased, diffraction loss in the vertical direction (direction perpendicular to the substrate) cannot be ignored.

そこで、縦方向の回折損失を低減するために、スラブ導波路内で、溝が形成されるコアを厚く形成し、その厚膜のコアの光伝搬方向前後に、縦方向でテーパ状に形成されたコアを設けた光合分波器がある。この光合分波器では、基本モードのスポットサイズを縦方向に広げて回折損失を低減することができる（例えば、非特許文献５参照）。   Therefore, in order to reduce the diffraction loss in the vertical direction, the core in which the groove is formed is formed thick in the slab waveguide, and is formed in a taper shape in the vertical direction before and after the light propagation direction of the thick film core. There is an optical multiplexer / demultiplexer with a core. In this optical multiplexer / demultiplexer, it is possible to reduce the diffraction loss by extending the spot size of the fundamental mode in the vertical direction (see, for example, Non-Patent Document 5).

Y.Inoue等,「アサーマル シリカベースド アレイド−ウェーブガイド グレーティング マルチプレクサ（Athermal silica-based arrayed-waveguide grating(AWG) multiplexer ）」，イーシーオーシー ９７ テクニカル ダイジェスト（ECOC 97 Technical Digest）,1997,p.33-36Y. Inoue et al., “Athermal silica-based arrayed-waveguide grating (AWG) multiplexer”, ECOC 97 Technical Digest, 1997, p.33-36 A.Kaneko等，「アサーマル シリカベースド アレイド−ウェーブガイド グレーティング マルチプレクサ ウィズ ニュー ロウ ロス グルーヴ デザイン（Athermal silica-based arrayed-waveguide grating(AWG) multiplexers with new low loss groove design ）」，オーエフシー ’９９ テクニカル ダイジェスト（OFC'99 Technical Digest）,1999，TuO1,p.204-206A.Kaneko et al., “Athermal silica-based arrayed-waveguide grating (AWG) multiplexers with new low loss groove design”, OFC '99 Technical Digest ( OFC'99 Technical Digest), 1999, TuO1, p.204-206 Maru等，「アサーマル アンド センター ウェーブレングス アジャスタブル アレイド−ウェーブガイド グレーティング（Athermal and center wavelength adjustable arryed-waveguide grating）」，オーエフシー ２０００ テクニカル ダイジェスト（OFC 2000 Technical Digest）Maru et al., “Athermal and center wavelength adjustable arrayed-waveguide grating”, OFC 2000 Technical Digest Hida等，「ファブリケーション オブ ロウ−ロス アンド ポラライゼイション−インセンシティブ ２５６ チャネル アレイド−ウェーブガイド グレーティング ウィズ ２５ＧＨｚ スペーシング ユージング １．５％Δ ウェーブガイズ（Fabrication of low-loss and polarisation-insensitive 256 channel arrayed-waveguide grating with 25GHz spacing using 1.5%D waveguides）」，エレクトロン．レター．（Electron.Lett.），2000，第３６巻、第９号，p.820-821Hida et al., “Fabrication of low-loss and polarisation-insensitive 256 channel arrayed- waveguide grating with 25GHz spacing using 1.5% D waveguides) ”, Electron. letter. (Electron. Lett.), 2000, Vol. 36, No. 9, p.820-821 井藤等，「1.5％-Δ導波路を用いた超低損失アレイ導波路回折格子」，信学技報，OPE2002-16，2002，p.27-30Ito et al., “Ultra-low-loss arrayed-waveguide grating using 1.5% -Δ waveguide”, IEICE Technical Report, OPE2002-16, 2002, p.27-30

しかしながら、上述の縦方向にテーパ状のコアを形成した光合分波器は、テーパ構造を形成するためのエッチングやコア堆積における製造プロセス条件を複雑に制御する必要があった。   However, the optical multiplexer / demultiplexer in which the above-described taper-shaped core is formed requires complicated control of manufacturing process conditions in etching and core deposition for forming the taper structure.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、コアとクラッドの比屈折率差を大きくして小型化し、溝での回折損失を小さく抑えることが可能であり、かつ容易に製造できる導波路型温度無依存光合分波器を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, increase the relative refractive index difference between the core and the cladding, reduce the size, reduce the diffraction loss in the groove, and can be easily manufactured. An object of the present invention is to provide a mold temperature independent optical multiplexer / demultiplexer.

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、少なくとも１個以上の入力用チャネル導波路と、その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、少なくとも１個以上の出力用チャネル導波路と、その出力用チャネル導波路に接続された出力側スラブ導波路と、上記入力側スラブ導波路と上記出力側スラブ導波路を接続する、光路長が互いに異なる複数のチャネル導波路からなる移相用チャネル導波路とを備えた導波路型温度無依存光合分波器であって、
上記入力側スラブ導波路が、上記入力用チャネル導波路及び上記移相用チャネル導波路にそれぞれ接続して、シングルモード条件を満たす厚さに形成されるコア入出力部と、これらコア入出力部の間に形成されコア入出力部よりも厚膜のコア厚膜部と、そのコア厚膜部に溝を形成しその形成された溝内に光学樹脂を充填し、上記光学樹脂により屈折率の温度依存性の補償を行う屈折率補償部と、上記コア厚膜部とほぼ等しい厚さの厚肉部と、上記コア入出力部とほぼ等しい厚さの薄肉部とが、上記コア入出力部と上記コア厚膜部との間に交互に入れ替わって形成されており、光の伝搬方向における上記薄肉部と上記厚肉部との長さをそれぞれ調節することで、等価屈折率（実効屈折率）を上記コア入出力部側から上記コア厚膜部側にかけて徐々に大きくするようにして、上記コア入出力部側から上記コア厚膜部側にかけてシングルモードを維持しながら光のモードフィールド径を広げる矩形歯状コア部とを有する導波路型温度無依存光合分波器である。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is characterized in that at least one input channel waveguide, an input side slab waveguide connected to the input channel waveguide, and at least one output. Channel waveguide, an output slab waveguide connected to the output channel waveguide, and a plurality of channel waveguides having different optical path lengths connecting the input slab waveguide and the output slab waveguide A waveguide-type temperature-independent optical multiplexer / demultiplexer comprising a phase-shifting channel waveguide consisting of :
The input / output slab waveguide is connected to the input channel waveguide and the phase shift channel waveguide, respectively, and is formed to have a thickness satisfying a single mode condition. The core thick film portion formed between the core input and output portions is thicker than the core input / output portion, and a groove is formed in the core thick film portion, and the optical resin is filled in the formed groove. The refractive index compensator for compensating for temperature dependence, the thick part having a thickness substantially equal to the core thick film part, and the thin part having a thickness substantially equal to the core input / output part include the core input / output part. And the core thick film portion are alternately alternated, and the equivalent refractive index (effective refractive index) is adjusted by adjusting the length of the thin portion and the thick portion in the light propagation direction. ) Gradually from the core input / output part side to the core thick film part side So as to increase, the waveguide-type temperature-independent optical coupler-having a rectangular tooth-like core portion to expand the mode field diameter of the light while maintaining single mode from the core input and output unit side to the core thick portion It is a waver.

請求項２の発明は、上記コア入出力部が、光の伝搬方向における上記薄肉部の長さが一定の長さに形成されると共に、光の伝搬方向における上記厚肉部の長さがコア厚膜部に近いほど長く形成された請求項１記載の導波路型温度無依存光合分波器である。 According to a second aspect of the present invention, in the core input / output part , the length of the thin part in the light propagation direction is constant, and the length of the thick part in the light propagation direction is the core. 2. The waveguide-type temperature-independent optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1 , wherein the waveguide-type temperature-independent optical multiplexer / demultiplexer is formed so as to be closer to a thick film portion.

請求項３の発明は、上記矩形歯状コア部が円弧状に形成され、上記円弧の曲率中心の位置を、上記入力用チャネル導波路と上記入力側スラブ導波路との境界付近に設けた請求項１又は２に記載の導波路型温度無依存光合分波器である。 According to a third aspect of the present invention, the rectangular toothed core portion is formed in an arc shape, and the position of the center of curvature of the arc is provided in the vicinity of the boundary between the input channel waveguide and the input side slab waveguide. 3. A waveguide-type temperature-independent optical multiplexer / demultiplexer according to item 1 or 2 .

請求項４の発明は、上記コアと、そのコアの周囲に形成するクラッドは、石英系材料で形成され、コアとクラッドの比屈折率差が１．０％以上である請求項１〜３いずれかに記載の導波路型温度無依存光合分波器である。 A fourth aspect of the present invention, and the core, a cladding formed around the core is formed of quartz-based material, any claim 1-3 relative refractive index difference between the core and the cladding is 1.0% or more A waveguide-type temperature-independent optical multiplexer / demultiplexer as described above.

請求項５の発明は、上記光学樹脂が、シリコーン系樹脂或いはエポキシ系樹脂である請求項１〜４いずれかに記載の導波路型温度無依存光合分波器である。 The invention according to claim 5 is the waveguide temperature-independent optical multiplexer / demultiplexer according to any one of claims 1 to 4 , wherein the optical resin is a silicone resin or an epoxy resin.

本発明によれば、サイズを小型化しても溝での回折損失を小さく抑えることができ、かつ容易に製造することができるという優れた効果を発揮する。   According to the present invention, even if the size is reduced, the diffraction loss in the groove can be kept small, and an excellent effect that it can be manufactured easily is exhibited.

以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。   Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明の好適な実施の形態に係る導波路型温度無依存光合分波器（以下、光合分波器）を示した平面図であり、図２は、図１の２Ａ−２Ａ線断面図である。   FIG. 1 is a plan view showing a waveguide-type temperature-independent optical multiplexer / demultiplexer (hereinafter referred to as an optical multiplexer / demultiplexer) according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. It is line sectional drawing.

図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る光合分波器１０は、石英基板１１上に光導波路１２が設けられてなる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the optical multiplexer / demultiplexer 10 according to the present embodiment includes an optical waveguide 12 provided on a quartz substrate 11.

光導波路１２は、１個以上（図では１個）の入力用チャネル導波路１３と、１個以上（図では４個）の出力用チャネル導波路１４と、入力側スラブ導波路１５と、出力側スラブ導波路１６と、それぞれ長さ（光路長）が異なる複数の移相用チャネル導波路１７とで構成される。   The optical waveguide 12 includes one or more (one in the figure) input channel waveguides 13, one or more (four in the figure) output channel waveguides 14, an input-side slab waveguide 15, and an output The side slab waveguide 16 is composed of a plurality of phase-shifting channel waveguides 17 each having a different length (optical path length).

入力側スラブ導波路１５と出力側スラブ導波路１６は移相用チャネル１７を介して接続され、入力側スラブ導波路１５の他端には入力用チャネル導波路１３が接続され、出力側スラブ導波路１６の他端には出力用チャネル導波路１４が接続されている。   The input-side slab waveguide 15 and the output-side slab waveguide 16 are connected via a phase-shifting channel 17, and the input-side slab waveguide 15 is connected to the other end of the input-side slab waveguide 15. An output channel waveguide 14 is connected to the other end of the waveguide 16.

光導波路１２は、コアとコアを覆うクラッドとからなるコア埋込型の光導波路であり、コアとクラッドは共に石英系材料で形成される。コアとクラッドの比屈折率Δは１．０％以上あるのがよい。本実施の形態ではコアの屈折率を１．４８、クラッドの屈折率を１．４５７（比屈折率差Δ＝2.5％）とした。   The optical waveguide 12 is a core-embedded optical waveguide composed of a core and a clad covering the core, and the core and the clad are both formed of a quartz-based material. The relative refractive index Δ between the core and the clad is preferably 1.0% or more. In this embodiment, the refractive index of the core is 1.48, and the refractive index of the cladding is 1.457 (relative refractive index difference Δ = 2.5%).

入力側スラブ導波路１５と移相用チャネル導波路１７の境界は、円弧状に形成され、その円弧の曲率中心が入力用チャネル導波路１３と入力側スラブ導波路１５との境界（接続部）付近に位置する。入力用チャネル導波路１３と入力側スラブ導波路１５の境界も、円弧状に形成され、その円弧の曲率中心は入力側スラブ導波路１５と移相用チャネル導波路１７の境界のほぼ中央に位置する。また、出力側スラブ導波路１６も、入力側スラブ導波路１５と同じように形成されている。   The boundary between the input-side slab waveguide 15 and the phase-shifting channel waveguide 17 is formed in an arc shape, and the center of curvature of the arc is the boundary (connecting portion) between the input-channel waveguide 13 and the input-side slab waveguide 15. Located in the vicinity. The boundary between the input channel waveguide 13 and the input-side slab waveguide 15 is also formed in an arc shape, and the center of curvature of the arc is located substantially at the center of the boundary between the input-side slab waveguide 15 and the phase-shifting channel waveguide 17. To do. The output slab waveguide 16 is also formed in the same manner as the input slab waveguide 15.

さて、本実施の形態の光合分波器１０では、入力側スラブ導波路１５のコアが、他の導波路１３，１４，１６，１７と同じコア厚のコア入出力部２１と、そのコア入出力部２１より厚いコア厚膜部２２と、コア入出力部２１とコア厚膜部２２との間に形成される矩形歯状コア部２３とで構成されている。具体的には、入力用チャネル導波路１３のコア及び移相用チャネル導波路１７のコアにそれぞれコア入出力部２１，２１が接続され、各コア入出力部２１，２１の他端には矩形歯状コア部２３，２３が接続され、各矩形歯状コア部２３，２３が一つのコア厚膜部２２に接続されており、入力側スラブ導波路１５に入射した光は、コア入出力部２１、矩形歯状コア部２３、コア厚膜部２２、矩形歯状コア部２３、コア入出力部２１の順に伝搬する。   In the optical multiplexer / demultiplexer 10 according to the present embodiment, the core of the input-side slab waveguide 15 includes the core input / output unit 21 having the same core thickness as the other waveguides 13, 14, 16, and 17, and the core input / output unit 21. The core thick film part 22 is thicker than the output part 21 and the rectangular toothed core part 23 is formed between the core input / output part 21 and the core thick film part 22. Specifically, core input / output units 21 and 21 are connected to the core of the input channel waveguide 13 and the core of the phase shift channel waveguide 17, respectively, and a rectangular shape is connected to the other end of each core input / output unit 21 and 21. The tooth-shaped core portions 23 and 23 are connected, the rectangular tooth-shaped core portions 23 and 23 are connected to one core thick film portion 22, and light incident on the input-side slab waveguide 15 21, the rectangular tooth-shaped core portion 23, the core thick film portion 22, the rectangular tooth-shaped core portion 23, and the core input / output portion 21 are propagated in this order.

矩形歯状コア部２３は、光の伝搬方向でコアの厚さが交互に入れ替わる構造となっている。具体的には、矩形歯状コア部２３は、コア入出力部２１と同じ厚さのコア上に複数のリッジ状のコアが所定間隔をおいて設けられ、コアの上面が波状に形成されている。   The rectangular tooth-shaped core portion 23 has a structure in which the core thickness is alternately switched in the light propagation direction. Specifically, the rectangular tooth-shaped core portion 23 has a plurality of ridge-shaped cores provided at predetermined intervals on a core having the same thickness as the core input / output portion 21, and the upper surface of the core is formed in a wavy shape. Yes.

本実施の形態では、矩形歯状コア部２３は、コア入出力部２１とほぼ等しい厚さに形成される複数の薄肉部２３ａと、コア厚膜部２２とほぼ等しい厚さに形成される複数の厚肉部２３ｂとが交互に形成されてなる。   In the present embodiment, the rectangular tooth-shaped core portion 23 has a plurality of thin portions 23 a formed to have a thickness substantially equal to that of the core input / output portion 21 and a plurality of portions formed to have a thickness substantially equal to that of the core thick film portion 22. The thick portions 23b are alternately formed.

さらに、薄肉部２３ａは、光の伝搬方向（図２中横方向）にわたって所定の長さ（例えば、一定の長さ）にそれぞれ形成されており、厚肉部２３ｂは、光の伝搬方向にわたってコア厚膜部２２に近いほど徐々に長くそれぞれ形成されている。例えば、コア入出力部２１に最も近い厚肉部２３ｂ1 の光の伝搬方向の長さが最も短く、コア厚膜部２２に最も近い厚肉部２３ｂn の光の伝搬方向の長さが最も長い。 Further, the thin portion 23a is formed in a predetermined length (for example, a constant length) in the light propagation direction (lateral direction in FIG. 2), and the thick portion 23b is a core in the light propagation direction. The closer to the thick film portion 22, the longer it is formed. For example, the light propagation direction length of the thick part 23b 1 closest to the core input / output part 21 is the shortest, and the light propagation direction length of the thick part 23b n closest to the core thick film part 22 is the shortest. long.

本実施の形態では、入力用チャネル導波路１３，出力用チャネル導波路１４，出力側スラブ導波路１６，移相用チャネル導波路１７の各コア、入力側スラブ導波路１５のコア入出力部２１及び薄肉部２３ａの厚さをそれぞれ３．３μｍとし、入力側スラブ導波路１５のコア厚膜部２２及び厚膜部２３ｂの厚さをそれぞれ８μｍとした。   In this embodiment, the input channel waveguide 13, the output channel waveguide 14, the output side slab waveguide 16, the cores of the phase shift channel waveguide 17, and the core input / output unit 21 of the input side slab waveguide 15. In addition, the thickness of the thin portion 23a is 3.3 μm, and the thickness of the core thick film portion 22 and the thick film portion 23b of the input slab waveguide 15 is 8 μm.

コア入出力部２１と矩形歯状コア部２３との境界及びコア厚膜部２２と矩形歯状コア部２３との境界はそれぞれ円弧状に形成され、円弧の曲率中心は、入力用チャネル導波路１３と入力側スラブ導波路１５との接続部付近に位置する。   The boundary between the core input / output part 21 and the rectangular toothed core part 23 and the boundary between the core thick film part 22 and the rectangular toothed core part 23 are each formed in an arc shape, and the center of curvature of the arc is the input channel waveguide. 13 and the input slab waveguide 15 are located in the vicinity of the connecting portion.

コア厚膜部２２には、屈折率補償部２０が設けられる。屈折率補償部２０は、複数の楔形の溝１８と、各溝１８に充填された光学樹脂１９とで構成される。溝１８に充填された光学樹脂１９の屈折率が光導波路１２を構成する材料と大きく異なるほど、光合分波器１０の温度無依存化に効果的である。光導波路１２を石英系材料で構成する場合、光導波路１２の屈折率の温度依存性（温度係数）は正の値をとるので、光学樹脂１９として、屈折率の温度依存性（温度係数）が負の値をとるシリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。   The core thick film portion 22 is provided with a refractive index compensation portion 20. The refractive index compensator 20 includes a plurality of wedge-shaped grooves 18 and an optical resin 19 filled in each groove 18. The greater the refractive index of the optical resin 19 filled in the groove 18 is, the more effective the temperature dependence of the optical multiplexer / demultiplexer 10 becomes. When the optical waveguide 12 is made of a quartz-based material, the temperature dependency (temperature coefficient) of the refractive index of the optical waveguide 12 takes a positive value. Therefore, the optical resin 19 has a temperature dependency (temperature coefficient) of the refractive index. It is preferable to use a silicone resin or an epoxy resin having a negative value.

次に、本実施の形態の光合分波器１０の製造方法を図３（ａ）〜図３（ｇ）に基づいて説明する。   Next, the manufacturing method of the optical multiplexer / demultiplexer 10 of this Embodiment is demonstrated based on Fig.3 (a)-FIG.3 (g).

図３（ａ）に示すように、石英基板１１上にコア材３１を堆積させる。堆積させるコア材３１の厚さは３．３μｍとする。   As shown in FIG. 3A, a core material 31 is deposited on the quartz substrate 11. The thickness of the core material 31 to be deposited is 3.3 μm.

図３（ｂ）に示すように、コア材３１の上にエッチストップ層３２を設ける。エッチストップ層３２は、コア材３１上に厚さ一様のa-Si薄膜を設け、そのa-Si薄膜をフォトリソグラフィ及びエッチング技術によってパターニングすることで形成され、後述するコア厚膜部２２及び矩形歯状コア部２３となる部分以外のコア材３１表面に配置される。エッチストップ層３２を設けることで、後にコア材３１をパターニングして形成されるコア入出力部２１のコアの表面荒れを防いでいる。   As shown in FIG. 3B, an etch stop layer 32 is provided on the core material 31. The etch stop layer 32 is formed by providing an a-Si thin film having a uniform thickness on the core material 31 and patterning the a-Si thin film by photolithography and etching techniques. Arranged on the surface of the core material 31 other than the portion that becomes the rectangular tooth-shaped core portion 23. By providing the etch stop layer 32, the surface of the core of the core input / output unit 21 formed by patterning the core material 31 later is prevented.

エッチストップ層３２を設けた後、コア材３１及びエッチストップ層３２の上にコア材３３を設ける。コア材３３の厚さは４．７μｍとし、コア材３１とコア材３２は同じ材料で形成される。   After providing the etch stop layer 32, the core material 33 is provided on the core material 31 and the etch stop layer 32. The core material 33 has a thickness of 4.7 μm, and the core material 31 and the core material 32 are formed of the same material.

図３（ｃ）に示すように、コア材３３上にマスク３４を設ける。このマスク３４は、コア材３３上にマスク材を設け、マスク材をフォトリソグラフィ及びエッチング技術によってパターニングすることで形成される。このマスク３４は後述するコア厚膜部２２及び矩形歯状コア部２３の厚肉部２３ａのパターンに形成される。   As shown in FIG. 3C, a mask 34 is provided on the core material 33. The mask 34 is formed by providing a mask material on the core material 33 and patterning the mask material by photolithography and etching techniques. This mask 34 is formed in the pattern of the thick part 23a of the core thick film part 22 and the rectangular tooth core part 23 which are mentioned later.

図３（ｄ）に示すように、コア材３３の非マスク部分をエッチングにより除去する。このとき、エッチング量（深さ）を調節して、下層のコア材３１をエッチングしないようにする。これによりコア材３３のみがエッチングされ、コア材３３は、コア厚膜部上側３５と矩形歯状コア部２３の厚肉部上側３６に形成される。   As shown in FIG. 3D, the non-masked portion of the core material 33 is removed by etching. At this time, the etching amount (depth) is adjusted so that the lower core material 31 is not etched. As a result, only the core material 33 is etched, and the core material 33 is formed on the core thick film part upper side 35 and the thick part upper part 36 of the rectangular toothed core part 23.

図３（ｅ）に示すように、マスク３４及びエッチストップ層３２を剥離する。ここで、エッチストップ層３２とマスク３４とを同一の材料（例えば、アモルファスシリコン（a-Si））で形成すれば、エッチストップ層３２とマスク３４を同時に剥離することができる。   As shown in FIG. 3E, the mask 34 and the etch stop layer 32 are removed. Here, if the etch stop layer 32 and the mask 34 are formed of the same material (for example, amorphous silicon (a-Si)), the etch stop layer 32 and the mask 34 can be peeled off simultaneously.

図３（ｆ）に示すように、コア材３１上に入力側スラブ導波路１５（コア入出力部２１，コア厚膜部２２、矩形歯状コア部２３）のパターンのマスクをフォトリソグラフィで形成し、コア材３１の非マスク部分をエッチングして入力側スラブ導波路１５のコアを形成する。具体的には、このエッチングにより、コア材３１は、コア入出力部２１と、矩形歯状コア部２３の薄肉部２３ａと、コア厚膜部下側３７と、矩形歯状コア部２３の厚肉部下側３８とに形成され、コア厚膜部上側３５とコア厚膜部下側３７とでコア厚膜部２２を構成し、厚肉部上側３６と厚肉部下側３８とで厚肉部２３ｂを構成する。   As shown in FIG. 3F, a mask having a pattern of the input-side slab waveguide 15 (core input / output unit 21, core thick film unit 22, rectangular tooth-shaped core unit 23) is formed on the core material 31 by photolithography. Then, the core of the input side slab waveguide 15 is formed by etching the non-masked portion of the core material 31. Specifically, by this etching, the core material 31 causes the core input / output part 21, the thin part 23 a of the rectangular toothed core part 23, the core thick film part lower side 37, and the thicker part of the rectangular toothed core part 23. The core thick film part upper side 35 and the core thick film part lower side 37 constitute the core thick film part 22, and the thick part upper part 36 and the thick part lower side 38 form the thick part 23 b. Constitute.

次に、基板１１及び入力側スラブ導波路１５のコア上に上部クラッド３９を堆積させて入力側スラブ導波路１５が形成される。クラッド３９を堆積する方法としては、化学気相成長法などがある。   Next, the upper clad 39 is deposited on the substrate 11 and the core of the input side slab waveguide 15 to form the input side slab waveguide 15. As a method for depositing the clad 39, there is a chemical vapor deposition method or the like.

ここで、上述の説明は図１の２Ａ−２Ａ線断面において製造方法を説明したものであり、コア入出力部２１が形成される際には、コア入出力部２１の他に、入力用チャネル導波路１３、出力用チャネル導波路１４、出力側スラブ導波路１６、移相用チャネル導波路１７の各コアも同時に形成され、クラッド３９を堆積することで光導波路１２が形成される。   Here, the above description explains the manufacturing method in the cross section taken along line 2A-2A in FIG. 1. When the core input / output unit 21 is formed, in addition to the core input / output unit 21, an input channel is provided. The cores of the waveguide 13, the output channel waveguide 14, the output side slab waveguide 16, and the phase shift channel waveguide 17 are also formed at the same time, and the optical waveguide 12 is formed by depositing the clad 39.

図３（ｇ）に示すように、コア厚膜部２２上のクラッド３９からエッチングして、コア厚膜部２２を貫通する溝１８を形成し、溝１８内に光学樹脂１９を充填する。光学樹脂１９を充填した後、固化させることで屈折率補償部２０が形成され、光合分波器１０が得られる。   As shown in FIG. 3G, etching is performed from the clad 39 on the core thick film portion 22 to form a groove 18 penetrating the core thick film portion 22, and the optical resin 19 is filled in the groove 18. After the optical resin 19 is filled, the refractive index compensator 20 is formed by solidification, and the optical multiplexer / demultiplexer 10 is obtained.

次に、本実施の形態の作用について説明する。   Next, the operation of the present embodiment will be described.

入力用チャネル導波路１３から入力された波長多重信号光は、入力側スラブ導波路１５をコア幅方向に拡がって伝搬して複数の移相用チャネル導波路１７に入射する。移相用チャネル導波路１７は、それぞれ長さが異なるため、移相用チャネル導波路１７を出射する光間には位相差が生じる。出力側スラブ導波路１６では、位相の異なる各光が干渉して、波長の異なる光が出力用チャネル導波路１４の個々に集光され、各出力用チャネル導波路１４から分波された光が出力される。   Wavelength multiplexed signal light input from the input channel waveguide 13 propagates in the input side slab waveguide 15 in the core width direction and enters the plurality of phase shift channel waveguides 17. Since the phase-shifting channel waveguides 17 have different lengths, a phase difference occurs between the light emitted from the phase-shifting channel waveguides 17. In the output-side slab waveguide 16, the light beams having different phases interfere with each other, the light beams having different wavelengths are collected individually in the output channel waveguide 14, and the light demultiplexed from the output channel waveguides 14. Is output.

逆に、各出力用チャネル導波路１４に波長の異なる光を入力すると、波長の異なる光が合波して、入力用チャネル導波路１３から波長多重信号光が出力される。   Conversely, when light having different wavelengths is input to each output channel waveguide 14, light having different wavelengths is multiplexed and wavelength multiplexed signal light is output from the input channel waveguide 13.

本実施の形態の光合分波器１０では、コア厚膜部２２を形成し、コア厚膜部２２に屈折率補償部２０を形成することで、屈折率補償部２０が貫通するコアの厚さを、従来のシングルモード条件を満たすコアの厚さよりも大きくしている。したがって、溝１８へ出射する光のスポットサイズを大きくすることができ、溝１８での回折損失を大幅に低減することができる。   In the optical multiplexer / demultiplexer 10 according to the present embodiment, the core thick film portion 22 is formed, and the refractive index compensation portion 20 is formed in the core thick film portion 22, so that the thickness of the core through which the refractive index compensation portion 20 penetrates. Is made larger than the thickness of the core satisfying the conventional single mode condition. Therefore, the spot size of the light emitted to the groove 18 can be increased, and the diffraction loss in the groove 18 can be greatly reduced.

図４のグラフは、光合分波器１０の溝の間隔と損失の関係を示したものである。   The graph of FIG. 4 shows the relationship between the groove interval of the optical multiplexer / demultiplexer 10 and the loss.

図４に示すように、溝１８の幅と溝１８の間隔を適宜選択することで、溝１８での回折損失を１０-2ｄＢオーダーと、小さく抑えることができる。本実施の形態の光合分波器１０では、光導波路１２の比屈折率差Δを2.5として形成したが入力側スラブ導波路１５にコア厚膜部２２を設けることで、図７に説明したΔ＝2.5％の光合分波器に比べて、大幅に最小損失を小さく抑えることができる。すなわち、小型で低損失な光合分波器を実現することができる。 As shown in FIG. 4, by appropriately selecting the width of the groove 18 and the interval between the grooves 18, the diffraction loss in the groove 18 can be suppressed to a small value of 10 −2 dB. In the optical multiplexer / demultiplexer 10 of the present embodiment, the relative refractive index difference Δ of the optical waveguide 12 is set to 2.5. However, by providing the core thick film portion 22 in the input-side slab waveguide 15, the Δ described in FIG. = Minimum loss can be greatly reduced compared to 2.5% optical multiplexer / demultiplexer. That is, a small and low-loss optical multiplexer / demultiplexer can be realized.

さらに、本実施の形態の光合分波器１０は、矩形歯状コア部２３を形成して、コア入出力部２１とコア厚膜部２２とを矩形歯状コア部２３を介して結合する構造としている。矩形歯状コア部２３は、薄肉部２３ａと厚肉部２３ｂを微小間隔で交互に形成し、薄肉部２３ａと厚肉部２３ｂとの長さそれぞれを調節することで、等価屈折率（実効屈折率）をコア入出力部２１側からコア厚膜部２２側にかけて徐々に大きくするようにして、擬似的なシングルモード条件を満たす等価屈折率分布を有する構造としている。   Furthermore, the optical multiplexer / demultiplexer 10 according to the present embodiment has a structure in which a rectangular tooth-shaped core portion 23 is formed and the core input / output portion 21 and the core thick film portion 22 are coupled via the rectangular tooth-shaped core portion 23. It is said. The rectangular tooth-shaped core portion 23 is formed by alternately forming the thin portions 23a and the thick portions 23b at minute intervals, and adjusting the lengths of the thin portions 23a and the thick portions 23b, thereby obtaining an equivalent refractive index (effective refraction). The ratio is gradually increased from the core input / output part 21 side to the core thick film part 22 side, so that the structure has an equivalent refractive index distribution that satisfies the pseudo single mode condition.

したがって、本実施の形態の光合分波器１０では、コア入出力部２１とコア厚膜部２２との間に設けられた矩形歯状コア部２３が、非特許文献５等に記載された縦方向テーパ状コアと同様な役割を有し、コア入出力部２１を伝搬した光を断熱的にコア厚膜部２２へ伝搬させることができる。換言すれば、コア入出力部２１を伝搬した光は、シングルモードを維持しながら光のモードフィールド径を広げて低損失でコア厚膜部２２へ伝搬することができる。   Therefore, in the optical multiplexer / demultiplexer 10 according to the present embodiment, the rectangular tooth-shaped core portion 23 provided between the core input / output portion 21 and the core thick film portion 22 has a vertical length described in Non-Patent Document 5 or the like. The light having the same role as the directional tapered core can propagate the light propagated through the core input / output part 21 to the core thick film part 22 in an adiabatic manner. In other words, the light propagated through the core input / output part 21 can propagate to the core thick film part 22 with low loss by expanding the mode field diameter of the light while maintaining the single mode.

しかも、矩形歯状コア部２３は、垂直方向のエッチングのみで形成できる構造としているので、縦方向のテーパを形成するための複雑なプロセス条件制御を行うことなく、容易に製造することができる。   In addition, since the rectangular tooth-shaped core portion 23 has a structure that can be formed only by etching in the vertical direction, the rectangular tooth-shaped core portion 23 can be easily manufactured without performing complicated process condition control for forming a taper in the vertical direction.

また、屈折率補償部２０で高次モードの光が生じた場合でも、コア入出力部２１はシングルモード条件を満たすため、コア入出力部２１で高次モードの光を減衰させることができ、高次モードの光によるクロストークの劣化を抑えることができる。   In addition, even when higher-order mode light is generated in the refractive index compensation unit 20, the core input / output unit 21 satisfies the single mode condition, so that the higher-order mode light can be attenuated by the core input / output unit 21. It is possible to suppress the degradation of crosstalk due to higher-order mode light.

コア入出力部２１とコア厚膜部２２では、基本モードの伝搬定数が異なるため、入力側スラブ導波路１５内で収差が生じ、光周波数特性を劣化させることがある。しかし、本実施の形態の光合分波器１０では、コア厚膜部２２とコア矩形歯状コア部２３との境界、及びコア入出力部２１とコア矩形歯状コア部２３との境界が入力用チャネル導波路１３と入力側スラブ導波路１５の接続部付近を曲率中心とする円弧状に形成されている。これにより、入力用チャネル導波路１３から入射、回折する光は、入力側スラブ導波路１５内をいずれの放射方向に伝搬しても、コア入出力部２１、矩形歯状コア部２３、コア厚膜部２２をそれぞれ等距離だけ伝搬する。したがって、入力側スラブ導波路１５内での伝搬方向の違いによって移相用チャネル導波路１７にそれぞれ入射する光間に位相差が生じることを防ぎ、結果として、収差の発生を防ぐことができる。   Since the core input / output unit 21 and the core thick film unit 22 have different fundamental mode propagation constants, aberration may occur in the input-side slab waveguide 15 and optical frequency characteristics may be degraded. However, in the optical multiplexer / demultiplexer 10 according to the present embodiment, the boundary between the core thick film portion 22 and the core rectangular tooth-shaped core portion 23 and the boundary between the core input / output portion 21 and the core rectangular tooth-shaped core portion 23 are input. It is formed in a circular arc shape with the center of curvature in the vicinity of the connection portion between the channel waveguide 13 for use and the input side slab waveguide 15. As a result, the light incident and diffracted from the input channel waveguide 13 propagates in any radiation direction in the input-side slab waveguide 15, the core input / output unit 21, the rectangular toothed core unit 23, the core thickness. Propagate each film part 22 by an equal distance. Therefore, it is possible to prevent a phase difference from occurring between light incident on the phase-shifting channel waveguide 17 due to a difference in propagation direction in the input-side slab waveguide 15, and as a result, it is possible to prevent the occurrence of aberration.

以上、本実施の形態の光合分波器１０は、従来の光合分波器と比較して、温度無依存で低損失かつ小型といった特性をそのままに、容易に製造することができるものである。よって、製造時間の短縮や歩留まりの向上、ひいては製造コストの低下を図ることができる。   As described above, the optical multiplexer / demultiplexer 10 of the present embodiment can be easily manufactured while maintaining the characteristics of temperature-independent, low loss and small size as compared with the conventional optical multiplexer / demultiplexer. Therefore, the manufacturing time can be reduced, the yield can be improved, and the manufacturing cost can be reduced.

本実施の形態の導波路型温度無依存光合分波器１０は、Ｍ×Ｎ周波数ルーティング装置、Add/Dropフィルタ等に利用することができる。   The waveguide-type temperature-independent optical multiplexer / demultiplexer 10 according to the present embodiment can be used for an M × N frequency routing device, an Add / Drop filter, and the like.

本発明の好適な一実施形態に係る導波路型温度無依存光合分波器の平面図である。1 is a plan view of a waveguide-type temperature-independent optical multiplexer / demultiplexer according to a preferred embodiment of the present invention. 図１の２Ａ−２Ａ線断面図である。It is the 2A-2A sectional view taken on the line of FIG. 図３（ａ）〜図３（ｇ）は、図１の導波路型温度無依存光合分波器の製造方法を説明する断面図である。FIGS. 3A to 3G are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the waveguide-type temperature-independent optical multiplexer / demultiplexer of FIG. 図１の導波路型温度無依存光合分波器の溝配置間隔と損失の関係を示すグラフである。3 is a graph showing a relationship between a groove arrangement interval and a loss in the waveguide-type temperature-independent optical multiplexer / demultiplexer in FIG. 従来の導波路型温度無依存光合分波器の平面図である。It is a top view of the conventional waveguide type temperature independent optical multiplexer / demultiplexer. 図５の導波路型温度無依存光合分波器（比屈折率差Δ＝0.8％）の溝配置間隔と損失の関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the groove arrangement interval and loss of the waveguide-type temperature-independent optical multiplexer / demultiplexer (relative refractive index difference Δ = 0.8%) in FIG. 5. 図５の導波路型温度無依存光合分波器（比屈折率差Δ＝2.5％）の溝配置間隔と損失の関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the groove arrangement interval and loss of the waveguide-type temperature-independent optical multiplexer / demultiplexer (relative refractive index difference Δ = 2.5%) in FIG. 5.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 導波路型温度無依存光合分波器
１１ 石英基板
１２ 光導波路
１３ 入力用チャネル導波路
１４ 出力用チャネル導波路
１５ 入力側スラブ導波路
１６ 出力側スラブ導波路
１７ 移相用チャネル導波路
１８ 溝
１９ 光学樹脂
２０ 屈折率補償部
２１ コア入出力部
２２ コア厚膜部
２３ 矩形歯状コア部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Waveguide type temperature independent optical multiplexer / demultiplexer 11 Quartz substrate 12 Optical waveguide 13 Input channel waveguide 14 Output channel waveguide 15 Input side slab waveguide 16 Output side slab waveguide 17 Phase shift channel waveguide 18 Groove DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 Optical resin 20 Refractive index compensation part 21 Core input / output part 22 Core thick film part 23 Rectangular tooth-shaped core part

Claims (5)

少なくとも１個以上の入力用チャネル導波路と、その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、少なくとも１個以上の出力用チャネル導波路と、その出力用チャネル導波路に接続された出力側スラブ導波路と、上記入力側スラブ導波路と上記出力側スラブ導波路を接続する、光路長が互いに異なる複数のチャネル導波路からなる移相用チャネル導波路とを備えた導波路型温度無依存光合分波器であって、
上記入力側スラブ導波路が、上記入力用チャネル導波路及び上記移相用チャネル導波路にそれぞれ接続して、シングルモード条件を満たす厚さに形成されるコア入出力部と、これらコア入出力部の間に形成されコア入出力部よりも厚膜のコア厚膜部と、そのコア厚膜部に溝を形成しその形成された溝内に光学樹脂を充填し、上記光学樹脂により屈折率の温度依存性の補償を行う屈折率補償部と、上記コア厚膜部とほぼ等しい厚さの厚肉部と、上記コア入出力部とほぼ等しい厚さの薄肉部とが、上記コア入出力部と上記コア厚膜部との間に交互に入れ替わって形成されており、光の伝搬方向における上記薄肉部と上記厚肉部との長さをそれぞれ調節することで、等価屈折率（実効屈折率）を上記コア入出力部側から上記コア厚膜部側にかけて徐々に大きくするようにして、上記コア入出力部側から上記コア厚膜部側にかけてシングルモードを維持しながら光のモードフィールド径を広げる矩形歯状コア部とを有することを特徴とする導波路型温度無依存光合分波器。 At least one input channel waveguide, an input side slab waveguide connected to the input channel waveguide, at least one output channel waveguide, and the output channel waveguide A waveguide type comprising: an output slab waveguide; and a phase-shifting channel waveguide that connects the input slab waveguide and the output slab waveguide and includes a plurality of channel waveguides having different optical path lengths. A temperature independent optical multiplexer / demultiplexer,
The input / output slab waveguide is connected to the input channel waveguide and the phase shift channel waveguide, respectively, and is formed to have a thickness satisfying a single mode condition. The core thick film portion formed between the core input and output portions is thicker than the core input / output portion, and a groove is formed in the core thick film portion, and the optical resin is filled in the formed groove. The refractive index compensator for compensating for temperature dependence, the thick part having a thickness substantially equal to the core thick film part, and the thin part having a thickness substantially equal to the core input / output part include the core input / output part. And the core thick film portion are alternately alternated, and the equivalent refractive index (effective refractive index) is adjusted by adjusting the length of the thin portion and the thick portion in the light propagation direction. ) Gradually from the core input / output part side to the core thick film part side So as to increase, the waveguide type characterized by having a rectangular tooth-like core portion to expand the mode field diameter of the light while maintaining single mode from the core input and output unit side to the core thick portion Temperature independent optical multiplexer / demultiplexer. 上記コア入出力部は、光の伝搬方向における上記薄肉部の長さが一定の長さに形成されると共に、光の伝搬方向における上記厚肉部の長さがコア厚膜部に近いほど長く形成された請求項１記載の導波路型温度無依存光合分波器。 The core input / output unit is formed such that the length of the thin portion in the light propagation direction is constant, and the length of the thick portion in the light propagation direction is longer as the core thick film portion is closer. formed claims 1 waveguide type temperature-independent optical demultiplexer according. 上記矩形歯状コア部は円弧状に形成され、上記円弧の曲率中心の位置を、上記入力用チャネル導波路と上記入力側スラブ導波路との境界付近に設けた請求項１又は２に記載の導波路型温度無依存光合分波器。 The rectangular tooth-like core part is formed in a circular arc shape, the position of the center of curvature of the circular arc, according to claim 1 or 2 provided in the vicinity of the boundary between the channel waveguide and the input slab waveguide for said input Waveguide type temperature independent optical multiplexer / demultiplexer. 上記コアと、そのコアの周囲に形成するクラッドは、石英系材料で形成され、コアとクラッドの比屈折率差が１．０％以上である請求項１〜３いずれかに記載の導波路型温度無依存光合分波器。 The waveguide type according to any one of claims 1 to 3 , wherein the core and a clad formed around the core are made of a quartz material, and a relative refractive index difference between the core and the clad is 1.0% or more. Temperature independent optical multiplexer / demultiplexer. 上記光学樹脂が、シリコーン系樹脂或いはエポキシ系樹脂である請求項１〜４いずれかに記載の導波路型温度無依存光合分波器。 The waveguide-type temperature-independent optical multiplexer / demultiplexer according to any one of claims 1 to 4 , wherein the optical resin is a silicone resin or an epoxy resin.
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