JP2009251176A - 光信号処理回路 - Google Patents

Abstract

【課題】左右非対称な構成のＡＷＧにおいては、テーパ長がお互いに異なるため、両側のいずれのスラブ導波路に対しても、同時に最適な縦テーパを形成することができなかった。アレイ導波路とスラブ導波路との接合面における回折損失をさらに低減させる方法が望まれていた。ＰＬＣの端面から信号光を出射するする空間光学系側を持つ光信号回路では、ＰＬＣ出射端における信号光の広がりによるレンズ収差に起因した過剰損失の低減も望まれていた。
【解決手段】左右非対称な構成のＡＷＧにおける各スラブ導波路とアレイ導波路との境界面で、アレイ導波路間の間隙部テーパの形状を同一とする。隣接する導波路のギャップにより制御される縦テーパを、入力側および出力系側で同一の構造とすることができる。光回路の出射端面近傍のクラッドセグメント領域により、光回路のＮＡをより小さくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光信号処理回路に関する。より詳細には光信号の過剰損失を減らす光信号処理回路の構成に関する。

光通信ネットワークの高速化、大容量化が進み、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送信号の処理に代表されるような光信号処理装置へのニーズも高まっている。例えば、多重化された光信号をノード間で経路切り替えする機能が要請されている。光−電気変換を経ないで、光信号のまま経路変換を行なうことで、光信号処理装置のトランスペアレント化が進められている。

一方、光信号処理装置の小型化・集積化の観点から、導波路型光回路（ＰＬＣ：Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）の開発研究が進められている。ＰＬＣでは、例えばシリコン基板上に石英ガラスを材料としたコアを形成して１つのチップに多様な機能を集積し、低損失で信頼性の高い光機能デバイスを実現している。さらには、複数のＰＬＣチップと他の光機能部品とを組み合わせた複合的な光信号処理部品（装置）も登場している。

例えば、特許文献１には、アレイ導波路格子（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating ）などを含む導波路型光回路（ＰＬＣ）と液晶素子などの空間変調素子を組み合わせた、光信号処理装置が開示されている。より具体的には、液晶素子を中心として対称に配置されたＰＬＣ、コリメートレンズからなる波長ブロッカをはじめ、波長イコライザ、分散補償器などの検討が進められている。これらの光信号処理装置では、異なる波長を持つ複数の光信号に対して、波長毎に独立して光信号処理を行う。

上述の空間光学系を利用する光信号処理装置では、ＰＬＣ上に形成されるＡＷＧにおいて、入力スラブ導波路側と空間光学系側との間でアレイ導波路の拡がり角が異なり、ＡＷＧの構成が非対称となる場合がある。すなわち、アレイ導波路の構成が両端で異なる場合がある。本明細書においては、以後、簡単のためこの非対称を左右非対称と呼ぶ。

図５は、波長ブロッカ等に用いられる左右非対称なＡＷＧの構成を示す図である。図５に示すように、ＡＷＧは、入力導波路１０、第１のスラブ導波路１１、アレイ導波路１２、出力スラブ導波路１３、出力導波路１４から成る。ここで、第１のスラブ導波路１１の焦点距離Ｌｆ_１と、第２のスラブ導波路１３の焦点距離Ｌｆ_２は、異なっている。より具体的に波長ブロッカなどでは、第１のスラブ導波路１１は光ファイバ等が接続される入力側となり、第２のスラブ導波路は集光レンズ等が配置される空間光学系側となる。このような非対称なＡＷＧの場合、入力側のスラブ導波路１１接続されるアレイ導波路１２の各導波路は、放射状に配置され、空間光学系側のスラブ導波路１３に接続されるアレイ導波路１２の各導波路は、平行に配置される。また、スラブ導波路１３は途中で切断され、出力導波路１４を持たない場合もある。

図６は、スラブ導波路とアレイ導波路との接合部の構成例を示す図である。図６では、入力側導波路の接合部を例示的に示している。接合部においては、光信号の回折損失を低減するために通常テーパ導波路１が形成される。ここで、テーパ導波路１の形状の決定は、一般に次のように求められる。隣り合うアレイ導波路２の成す角度をθ、アレイ導波路の接合面における導波路間隔をｄ_１、アレイ導波路間のギャップ幅をＧ、アレイ導波路幅をＷ、テーパ導波路の長さをＬ_１、スラブ導波路焦点距離をＬｆ_１とすれば、次式の関係が成り立つ。
θ＝ｄ_１／Ｌｆ_１ 式（１）
Ｇ＝（Ｌｆ_１＋Ｌ_１）・θ −Ｗ 式（２）
さらに、式（１）および式（２）よりギャップ幅Ｇについて、次式が得られる。
Ｇ＝（Ｌｆ_１＋Ｌ_１）・ｄ_１／Ｌｆ_１ −Ｗ 式（３）

式（３）より、アレイ導波路２間のギャップＧはスラブ導波路焦点距離Ｌｆ_１に依存する。したがって、図５に示したように左右非対称な構成のＡＷＧの場合には、アレイ導波路間のギャップＧは非対称となる。

アレイ導波路型の光回路において、導波路分岐点およびその周辺における光の伝搬損失を低減する方法として、スラブ導波路の分岐点からコアとコア間のクラッド層に埋設層をを形成する技術が提案されている（特許文献１）。

図７は、縦テーパの構造を示す図である。ここでは、埋没層により形成される垂直方向のテーパ２１（以下、縦テーパという）は、スラブ導波路１１の分岐点（境界面）から離れるほど埋設層の厚さが徐々に薄く成るようにクラッド層中に形成したものである。アレイ導波路に沿った断面で見れば、スラブ導波路１１の上面に頂点を一致させた直角三角形の傾斜面を形成する。この埋設層による縦テーパ２１の厚さは、一定の光回路作製プロセス条件（レジストパターンの露光条件、エッチングガスの条件等）の下では、縦テーパに隣接する導波路（コア）のパターンギャップに依存することが開示されている（段落００１９の記載など）。

具体的には、導波路分岐点およびその周辺における光の伝搬損失を効果的に低減させるため、所定の形状を持つ埋設層を形成するには導波路（コア）のパターン間隔を制御しなければならない。図５に示した、スラブ導波路１１とアレイ導波路１２およびスラブ導波路１３とアレイ導波路１２のいずれの接合面においても、接合面から各アレイ導波路側に向かって、縦テーパを同一の長さで形成するのが、伝搬損失の低減のために有効である。なぜならば、縦テーパ長には、導波路の比屈折率差に対応した最適長があるからである。縦テーパ長が短すぎれば、上述した光の伝搬損失を減らすのに十分ではなく、逆に、縦テーパ長が長すぎれば、アレイ導波路の各導波路間において生じる光結合が顕著となって分光特性を劣化させるからである。

一方で、特許文献２においては、アレイ導波路およびスラブ導波路の境界近傍におけるアレイ導波路の形状を、連続する２つのテーパ導波路に分割した構成が、開示されている。２つのテーパ導波路のうち、スラブ導波路側のテーパ導波路を等間隔に形成している。この構成により、伝搬損失の低減および製造歩留まりの向上が実現することが開示されている。

特開２００１−１５９７１８号公報（段落００１０など、第４図） 特開２００７−９３７２１号公報

たとえば、左右非対称な構造のＡＷＧにおいては、式（３）から明なように、２つのスラブ導波路間で、ぞれぞれのギャップＧが異なる。例えば、屈折率比Δ＝１．５％、Ｗ＝６μｍ、ｄ_１＝１０μｍ、Ｌｆ_１＝１０ｍｍ、Ｌｆ_２＝３５ｍｍとすると、アレイ導波路の入力側の縦テーパの長さは１００μｍ、アレイ導波路の空間光学系側の縦テーパの長さは５００μｍとなる。この場合、入力側の縦テーパにおいては、テーパの長さが十分でないため回折光低減の効果を十分に得られず回折損失が発生してしまう。

上述のように、左右非対称な構成のＡＷＧにおいては、テーパ長がお互いに異なってしまうため、左右いずれのスラブ導波路に対しても、同時に最適な縦テーパを形成することができなかった。また、左右非対称な構成のＡＷＧにおいて、アレイ導波路とスラブ導波路との接合面における回折損失をさらに低減させる方法が望まれていた。

また、特許文献２に開示された構成によれば、左右非対称な構成のＡＷＧに対しても回折損失を低減させることができるとも考えられるが、特許文献２においてテーパ導波路の具体的な構造は詳細に定義はされていない。本発明においては、より具体的な構成を提案し、左右非対称な構成のＡＷＧの伝搬損失を低減させる。

本来は、ＡＷＧの分光特性に影響を与えるアレイ導波路の等価屈折率を制御するため、入力側テーパ導波路および出力側テーパ導波路で、テーパ導波路のレイアウトを同じものとするのが通常であった。左右非対称な構成のＡＷＧにおいて、左右の各スラブ導波路に接するテーパ部分の形状を異ならせる必要があるため、テーパ部分の等価屈折率を変化させることになる。したがって、テーパ部分の等価屈折率を変化も考慮したＡＷＧの分光特性の設計が必要となり、設計をより複雑なものとしてしまう。テーパ部分の形状の影響を含めた分光特性の設計方法を複雑化させる問題があった。

本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、少なくとも１本の入力導波路と、前記入力導波路に接続された第１のスラブ導波路と、前記第１のスラブ導波路に接続され複数の導波路から構成されたアレイ導波路と、前記アレイ導波路に接続され前記第１のスラブ導波路とは異なる焦点距離を持つ第２のスラブ導波路とを備えたアレイ導波路格子において、前記第１のスラブ導波路との境界面において接続され、前記第１のスラブ導波路と前記アレイ導波路の各導波路との間に形成された長さＬ１の第１の入力テーパ導波路と、両端を前記第１の入力テーパ導波路および前記アレイ導波路の各導波路に接続された第２の入力テーパ導波路と、前記第２のスラブ導波路との境界面において接続され、前記第２のスラブ導波路と前記アレイ導波路の各導波路との間に形成された長さＬ２の第１の出力テーパ導波路と、両端を前記第１の出力テーパ導波路および前記アレイ導波路の各導波路に接続された第２の出力テーパ導波路とを備え、隣り合う前記第１の入力テーパ導波路間において形成される間隙の形状と隣り合う前記第１の出力テーパ導波路間において形成される間隙の形状とが同一であることと特徴とするアレイ導波路格子である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアレイ導波路格子であって、前記第１の入力テーパ導波路の長さＬ１と、前記第１の出力テーパ導波路の長さＬ２とが等しく、前記第１の入力テーパ導波路と前記第２の入力テーパ導波路との接続面における隣接する前記第１の入力テーパ導波路間の間隙長と、前記第１の出力テーパ導波路と前記第２の出力テーパ導波路との接続面における隣接する前記第１の出力テーパ導波路間の間隙長とが等しく、前記第１の入力テーパ導波路と前記第１のスラブ導波路の各導波路との接続面における隣接する前記第１の入力テーパ導波路間の間隙長と、前記第１の出力テーパ導波路と前記第２のスラブ導波路の各導波路との接続面における隣接する前記第１の出力テーパ導波路間の間隙長とが等しいことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、基板上に形成された、少なくとも１本の入力導波路と、前記入力導波路に接続された第１のスラブ導波路と、前記第１のスラブ導波路に接続され複数の導波路から構成されたアレイ導波路を含み、前記基板の端面から分光された光信号を空間へ出射するアレイ導波路格子であって、前記アレイ導波路の複数の導波路の各々は、前記端面の近傍においてアレイ導波路に直交する方向にクラッド材料によって形成された複数のセグメント領域によって分断されており、前記複数のセグメント領域の導波路方向の各長さは、前記端面に向かって順次大きくなることと、前記アレイ導波路格子から出射した光信号を集光する集光レンズとを備えたことを特徴とする光信号処理装置である。

請求項４に記載の発明は、基板上に形成された、少なくとも１本の入力導波路と、前記入力導波路に接続された第１のスラブ導波路と、前記第１のスラブ導波路に接続され複数の導波路から構成され、前記基板の端面から分光された光信号を空間へ出射するアレイ導波路とを備え、前記アレイ導波路の複数の導波路の各々は、前記端面の近傍においてアレイ導波路に直交する方向にクラッド材料によって形成された複数のセグメント領域によって分断されており、前記複数のセグメント領域の前記導波路方向の各長さは、前記端面に向かって順次大きくなることを特徴とするアレイ導波路格子である。

以上説明したように、本発明によれば、アレイ導波路とスラブ導波路との接合面における回折損失をさらに低減させることができる。さらに、ＰＬＣの出射端における信号光の広がりに起因する空間光学系との光結合に係る過剰損失を減らすことができる。左右非対称な構成のＡＷＧにおいて、過剰損失を減らすことができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明は、左右非対称な構成のＡＷＧにおいて、スラブ導波路とアレイ導波路との接合面や、ＰＬＣの出射端面における回折損失を大幅に減らす光回路の構成に関するものである。

第１の実施形態：図１は、本発明の光回路におけるテーパ導波路の構造を示す図である。図４で示した左右非対称な構成のＡＷＧにおいて、（ａ）は入力側の第１のスラブ導波路１１とアレイ導波路１２との接合面近傍を、（ｂ）は第２のスラブ導波路１３とアレイ導波路１２との接合面近傍をそれぞれ示した図である。図１では、アレイ導波路１２の複数ある導波路のうちの一部の導波路のみを示しており、実際のアレイ導波路はより多くの導波路から構成されることに注意されたい。また、図１の（ｂ）においては第２のスラブ導波路１３および出力導波路１４を示しているが、スラブ導波路１３と第１の出力テーパ導波路１７との境界３７において、光導波路基板を切断し、空間光学系に光信号を出射する場合にも、以下の説明が当てはまることに注意されたい。入力側の接合面は、第１のスラブ導波路１１から第１の入力テーパ導波路１５および第２の入力テーパ導波路１６を経て、アレイ導波路を構成する各導波路の一端へ連続的に接続されている。同様に、出力側の接合面も、第２のスラブ導波路１３から第１の出力テーパ導波路１７および第２の出力テーパ導波路１８を経て、アレイ導波路を構成する各導波路の他端へ連続的に接続されている。第１のテーパ導波路からアレイ導波路の各導波路に至るまでの幅は、入力側および出力側のいずれにおいても、それぞれ連続的に変化している。

本発明の特徴は、第１の入力テーパ導波路１５の間隙部および第１の出力テーパ導波路１７の間隙部によって形成されるテーパ形状を同一形状とする点にある。ここで、隣り合うテーパ導波路間の間隙部によって形成されるテーパ状または台形状の部分を間隙テーパと呼ぶ。

具体的には、第１のスラブ導波路１１の端面から間隙部の長さがＬ_１１となるような第１の入力テーパ導波路１５が接続され、さらに長さＬ_１２の第２の入力テーパ導波路１６が接続されている。第１の入力テーパ導波路１５と第１のスラブ導波路１１との境界３６における導波路間ギャップはＧ_１１である。これら２つの入力テーパ導波路１５、１６に対応して、第２のスラブ導波路１３の端面から間隙部の長さがＬ_２１の第１の出力テーパ導波路１７が接続され、さらに長さＬ_２２の第２の出力テーパ導波路１８が接続されている。第１の出力テーパ導波路１７と第２のスラブ導波路１３との境界３７における導波路間ギャップはＧ_２１である。

ここで、入力側の隣り合う導波路により形成される間隙部の形状と、出力側の隣り合う導波路により形成される間隙部の形状とが、同一となるように間隙テーパを形成する。すなわち、次式を満たすように各テーパ導波路を構成する。
Ｌ_１１＝Ｌ_２１ 式（４）
Ｇ_１１＝Ｇ_２１ 式（５）
Ｇ_２１＝Ｇ_２２ 式（６）
ここで、間隙部のテーパ形状は台形とすることもできるが、この場合テーパの長さＬは台形の高さを言うものとする。

上述の条件を満たすようにテーパ導波路のパターンをレイアウトすることにより、入力側および出力系側のいずれにおいても、縦テーパを均一に製造することができる。前述のように、縦テーパの形状は、主に露光時間・エッチングガスの条件などの製造プロセス条件によって決定される。さらにフォトマスク上の導波路間の間隙部のパターンにも依存するため、間隙部のパターンを同一とすることによって、均一な縦テーパの製造を可能とする。

上述のように、左右非対称な構成のＡＷＧにおける各スラブ導波路とアレイ導波路との境界面において、アレイ導波路間の間隙部テーパ形状を同一とすることにより、入力側および出力系側で、隣接する導波路のギャップにより制御される縦テーパを同一の構造とすることができる。第１の入力テーパ導波路および第１の出力テーパ導波路のいずれの間隙部においても、同一形状の縦テーパを構成することができるため、従来のテーパ導波路構成と比較して回折損失を減らすことができる。

第１の入力テーパ導波路１５とアレイ導波路１２との間は、第２の入力テーパ導波路１６によって導波路幅が連続的に変化するように接続すればよい。同様に、第１の出力テーパ導波路１７とアレイ導波路１２との間は、第２の入力テーパ導波路１８によって導波路幅が連続的に変化するように接続すればよい。

上述のように、テーパ導波路間の間隙テーパの形状が同一となるように両側の第１のテーパ導波路をそれぞれ形成する構成とすることにより、左右非対称な構成を持つＡＷＧに対して同一の縦テーパを形成して、回折損失を低減することができる。これに限られず、同一のウエファ上に異なる焦点距離のスラブ導波路を持つＡＷＧを一括して形成する場合にも、すべてのＡＷＧに対して縦テーパ長を同時に最適化できる。

第２の実施形態発：次に、ＰＬＣによる光回路の空間光学系への出射端面における回折損失を低減する構成を説明する。

図２は、シリコン基板などの上に形成されたＡＷＧの出射端部の形状を示す図である。非対称な構成のＡＷＧでは、光信号が出射する空間光学系側は、スラブ導波路が途中で切断された構成となっており端面３５から光信号が出射する。従来技術では、スラブ導波路とアレイ導波路との境界面における回折損失低減方法として、図２の（ａ）に示すようなセグメント導波路があった。セグメント導波路は、複数のアレイ導波路２２ａ〜２２ｄに垂直で、各導波路を横断するように形成された複数のコア材料で形成されたコアセグメント領域３１ａ、３１ｂ、３１ｃを含み構成される。各々のコアセグメント領域の幅は、スラブ導波路側から徐々に減少していく構造を持っており、図２では、端面３５から徐々に領域幅が減少する。このようにコアセグメント領域３１ａ、３１ｂ、３１ｃを含む構成をセグメント導波路３３という。

このようなセグメント領域は、ＡＷＧから空間光学系に出射される光信号の分光方向に対する回折に起因する損失を減らす効果を持つ。しかしながら、出射端におけるＡＷＧ基板垂直方向の開口数（以下ＮＡとする）は、アレイ導波路コア２２ａ〜２２ｄの等価屈折率により決定される。ＮＡは、コア材料の屈折率が支配的に寄与しており、大きな値となっていた。一般に、大きなＮＡを持つ光学系においては、収差の影響を受けやすい。したがって、空間光学系においてＡＷＧ基板垂直方向の光波面の制御に用いられる集光レンズの収差の影響を受けやすいとう問題があった。

図２の（ｂ）は、本発明の光回路のセグメント導波路を持つＡＷＧの出射端部の形状を示す図である。アレイ導波路の出射端面３５の近傍において、各導波路２３ａ〜２３ｄ自体をセグメント化して断続的に導波路コアを形成し、端面３５へ向けて次第にコアを消失させる構造としている。すなわち、複数の導波路２３ａ〜２３ｄに垂直で、各導波路を横断するようにクラッド材料のクラッドセグメント領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃが設けられている。セグメント化された導波路領域をセグメント導波路３４とよぶ。クラッド材料と同じ材料によってクラッドセグメント領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃを形成することで、導波路２３ａ〜２３ｄは、出射端面３５に近づくにしたがって、よりクラッドの屈折率を感じる。したがって、導波路の等価屈折率は減少し、導波路２３ａ〜２３ｄを伝搬する光信号のモード径は大きくなる。結果として、従来技術によるセグメント導波路と比較して、空間光学系に対する基板垂直方向のＮＡは小さくなる。

図３は、従来技術のセグメント導波路を含む光回路の構成を示す図である。図４は、従来技術タイプのセグメント導波路と対比させた本発明のセグメント導波路を含む光回路の構成を示す図である。図３において、光回路４０は、スラブ導波路１１、アレイ導波路１２および従来技術によるセグメント導波路３３を含む。アレイ導波路１２は、簡単のため４本の導波路によって、概念的に示している。Ａ−Ａ´線を含む回路基板断面を見ると、各導波路２２のコアは、端面３５に至るまで連続的にコアで構成されており、さらにセグメント領域３１ａ、３１ｂ、３１ｃの材料の屈折率がコアの屈折率に等しいので、導波路２２の等価屈折率は、コア材料のバルクの屈折率に近くなり、ＡＷＧ基板垂直方向に関して導波路への光の閉じ込め効果が強くなる。したがって、端面３５から出射される光信号のＡＷＧ基板垂直方向に対するＮＡは大きくなる。

一方、図４で示される本発明のセグメント導波路を利用した光回路は、図３で示した構成と類似するが、端面３５近傍にクラッドセグメント導波路３４を備える点で相違している。図４の基板断面図からわかるように、導波路２３のコアは端面３５に向かって断続的に消失しており、端面近傍ではクラッドセグメント領域はクラッド材料で満たされている。端面３５におけるＡＷＧ基板に垂直なｙ方向についてＮＡを比較すれば、本発明のクラッドセグメント導波路３４のコアの屈折率はクラッドの屈折率に等しいので、導波路２３の等価屈折率はよりクラッドの屈折率に近くなる。したがって、光信号のモード径はより大きくなるので、本発明の光回路から出射される光信号のＡＷＧ基板垂直方向のＮＡは、より小さくなる。

具体的には、屈折率差Δ＝１．５％の石英ＰＬＣの場合、出射端３５における出射光のｙ方向のモード径は２．５μｍとなり、この時ＮＡ＝１．９５となる。一方、本発明のセグメント導波路３４を含む構成では、出射端３５における出射光のｙ方向のモード径は４．０μｍとなり、この時ＮＡ＝１．２５となる。従来技術のセグメント導波路の場合、上述のＮＡのもとで集光レンズの収差に起因する過剰損失は、１．５ｄＢであった。これに対し、本発明のセグメント導波路による過剰損失は、０．４ｄＢであった。

尚、図２の（ｂ）において、各クラッドセグメント領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃの中心位置は、導波路方向に対してほぼ等間隔に配置されたものとして記載しているが、これに限定されない。また、各クラッドセグメント領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃの光伝搬方向の幅が端面３５に向かって増加する割合も特に限定されない。クラッドセグメント領域の数も限定されない。すなわち、ＮＡを小さくするために、出射端面３５近傍において、コア２３ａ〜２３ｄの等価屈折率が次第に小さくなるようにすれば良い。

上述のように、本発明のセグメント導波路によれば、光回路を構成する基板端面から空間光学系へのＮＡを小さくして、出射光のモード径を大きくすることによって、空間光学系へのＮＡを小さくすることできる。これにより、集光レンズの収差に起因して発生する過剰損失を大幅に低減することができる。

以上説明したように、本発明によれば、アレイ導波路とスラブ導波路との接合面における回折損失をさらに低減させることができる。さらに、ＰＬＣの基板出射端における信号光の広がりに起因する空間光学系の過剰損失を減らすことができる。左右非対称な構成のＡＷＧにおける、過剰損失を減らすことができる。

本発明は、光通信に用いられる光信号処理装置に光信号処理デバイスに利用することができる。

本発明の光回路におけるテーパ導波路の構造を示す図である。 シリコン基板等の上に形成されたＡＷＧの出射端近傍の構成図である。 従来技術のセグメント導波路を含む光回路の構成を示す図である。 本発明のセグメント導波路を含む光回路の構成を示す図である。 波長ブロッカ等に用いられる左右非対称なＡＷＧの構成を示す図である。 スラブ導波路とアレイ導波路との接合部を拡大して示した図である。 縦テーパの構造を示す図である。

符号の説明

１０ 入力導波路
１１、１３ スラブ導波路
１２、２０、２２ アレイ導波路
１４ 出力導波路
１５、１６ 入力テーパ導波路
１７、１８ 出力テーパ導波路
２１ 縦テーパ
２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ 導波路
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ コアセグメント領域
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ クラッドセグメント領域
３３、３４ セグメント導波路
４０ 光回路

Claims (4)

1. 少なくとも１本の入力導波路と、前記入力導波路に接続された第１のスラブ導波路と、前記第１のスラブ導波路に接続され複数の導波路から構成されたアレイ導波路と、前記アレイ導波路に接続され前記第１のスラブ導波路とは異なる焦点距離を持つ第２のスラブ導波路とを備えたアレイ導波路格子において、
   前記第１のスラブ導波路との境界面において接続され、前記第１のスラブ導波路と前記アレイ導波路の各導波路との間に形成された長さＬ１の第１の入力テーパ導波路と、
   両端を前記第１の入力テーパ導波路および前記アレイ導波路の各導波路に接続された第２の入力テーパ導波路と、
   前記第２のスラブ導波路との境界面において接続され、前記第２のスラブ導波路と前記アレイ導波路の各導波路との間に形成された長さＬ２の第１の出力テーパ導波路と、
   両端を前記第１の出力テーパ導波路および前記アレイ導波路の各導波路に接続された第２の出力テーパ導波路とを備え、
   隣り合う前記第１の入力テーパ導波路間において形成される間隙の形状と、隣り合う前記第１の出力テーパ導波路間において形成される間隙の形状とが同一であることを特徴とするアレイ導波路格子。
2. 前記第１の入力テーパ導波路の長さＬ１と、前記第１の出力テーパ導波路の長さＬ２とが等しく、
   前記第１の入力テーパ導波路と前記第２の入力テーパ導波路との接続面における隣接する前記第１の入力テーパ導波路間の間隙長と、前記第１の出力テーパ導波路と前記第２の出力テーパ導波路との接続面における隣接する前記第１の出力テーパ導波路間の間隙長とが等しく、
   前記第１の入力テーパ導波路と前記第１のスラブ導波路の各導波路との接続面における隣接する前記第１の入力テーパ導波路間の間隙長と、前記第１の出力テーパ導波路と前記第２のスラブ導波路の各導波路との接続面における隣接する前記第１の出力テーパ導波路間の間隙長とが等しい
   ことを特徴とする請求項１に記載のアレイ導波路格子。
3. 基板上に形成された、少なくとも１本の入力導波路と、前記入力導波路に接続された第１のスラブ導波路と、前記第１のスラブ導波路に接続され複数の導波路から構成されたアレイ導波路を含み、前記基板の端面から分光された光信号を空間へ出射するアレイ導波路格子であって、前記アレイ導波路の複数の導波路の各々は、前記端面の近傍においてアレイ導波路に直交する方向にクラッド材料によって形成された複数のセグメント領域によって分断されており、前記複数のセグメント領域の導波路方向の各長さは、前記端面に向かって順次大きくなることと、
   前記アレイ導波路格子から出射した光信号を集光する集光レンズと
   を備えたことを特徴とする光信号処理装置。
4. 基板上に形成された、
   少なくとも１本の入力導波路と、
   前記入力導波路に接続された第１のスラブ導波路と、
   前記第１のスラブ導波路に接続され複数の導波路から構成され、前記基板の端面から分光された光信号を空間へ出射するアレイ導波路とを備え、
   前記アレイ導波路の複数の導波路の各々は、前記端面の近傍においてアレイ導波路に直交する方向にクラッド材料によって形成された複数のセグメント領域によって分断されており、前記複数のセグメント領域の前記導波路方向の各長さは、前記端面に向かって順次大きくなることを特徴とするアレイ導波路格子。

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