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JPH0943440A - 集積化光合分波器 - Google Patents

集積化光合分波器

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Publication number
JPH0943440A
JPH0943440A JP7193454A JP19345495A JPH0943440A JP H0943440 A JPH0943440 A JP H0943440A JP 7193454 A JP7193454 A JP 7193454A JP 19345495 A JP19345495 A JP 19345495A JP H0943440 A JPH0943440 A JP H0943440A
Authority
JP
Japan
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optical
demultiplexer
waveguide
optical multiplexer
integrated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7193454A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Ogusu
正大 小楠
Shigeru Oshima
茂 大島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP7193454A priority Critical patent/JPH0943440A/ja
Priority to US08/684,212 priority patent/US5799118A/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】温度調整部を不要とし温度安定性を飛躍的に向
上させる集積化光合分波器を提供する。 【解決手段】波長多重光通信に適用される集積化光合分
波器において、光回路内に設けられ、光バンドパス特性
を与える光遅延部（レンズ６および回折格子１間）の光
線透過媒質を空気層および光学長の温度係数が最小とな
る２種以上の組み合わせ材料のいずれかで構成したこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば高密度波
長多重光伝送に適用して好適な集積化光合分波器に係
り、特に簡単な構成を付加するのみで温度調整部を不要
とし温度安定性を飛躍的に向上させる集積化光合分波器
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、通信技術の発展にはめざましいも
のがあり、この中の１つに高密度波長多重光通信が存在
する。この高密度波長多重光通信は、将来の大容量光通
信システムを支える伝送方式として期待されているもの
であり、その実用化が強く望まれているものである。
【０００３】この高密度波長多重光通信において、伝送
の長距離化および大容量化を図るためには、波長多重密
度を十分に上げる必要がある。このために、各チャンネ
ルの送信器を１本の光ファイバに束ねて、かつ、波長分
離して各受信器に光信号を導く光合分波器が、この高密
度波長多重光通信には必要不可欠なデバイスとなってい
る。また、伝送の長距離化および大容量化がより一層望
まれるために、この光合分波器の光学的透過特性は、チ
ャンネル波長間隔が十分狭くでき、かつ、透過帯域幅に
十分余裕のあるような急峻なものがよいと同時に、温度
変動に対して本質的に高安定なものが望まれている。
【０００４】図１８に従来の光合分波器の一構成例を示
す。図１８に示す光合分波器は、回折格子１、レンズ２
および導波路アレー３を有してなる。この回折格子１に
光信号が入射すると、その光信号は、その波長に応じた
方向に回折される。そして、その後再びレンズ２に入力
されることによって波長−角度分散が波長−位置分散に
変換され、各波長に応じたアレーポート４によりこれら
の光信号が取り込まれるようになっている。
【０００５】従来、この光合分波器を構成する方法とし
て、１個１個の光部品を微小光学的に配置する、または
１導波路基板上に集積化するなどといった方法が検討さ
れてきており、また、このような集積化光合分波器が実
現すれば、将来的に小型化と生産性とに優れるものと考
えられるため、近年研究が盛んになってきている。
【０００６】ところで、この光合分波器の光バンドパス
特性を実現するためには、光回路内で同一光波に対し必
ず位置的な光遅延部分が存在する。たとえば、図１８に
示したリトロー型光合分波器では、レンズ２と回折格子
１とに到る光路の長さはビーム内の位置によって異な
る。また、図１９に示した導波路アレー格子のような構
成では、各アレーの長さを一定間隔で変えながら設定
し、スラブ導波路５２ｂと３次元導波路の界面５３ｂ上
とにおいて干渉させることにより波長分散を位置分散に
変換する。すなわち、界面５３ａと５３ｂとの間のアレ
ー光回路６１内で光信号に光学長差を与えることなしに
は光合分波特性を実現できない。
【０００７】この光遅延部の光学長は、光信号の光路長
差と実効屈折率の積で与えられるために、導波路基板の
熱膨張と屈折率の温度依存性とが波長透過特性の温度安
定性を決定する。ところが、従来の集積化光合分波器で
は、光遅延部の媒質の温度依存性が十分には小さくない
ため、中心透過波長の変動量が、透過帯域幅と比較して
少なくなく、システムの送受信特性を不安定にしてしま
っているといった欠点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上詳述したように、
従来の集積化光合分波器においては、温度変動に対して
十分な温度安定性を確保したデバイスがこれまで得られ
ていなかったために、導波路基板全体を温度調節するよ
うな大がかりな温度調整部を必要としていた。
【０００９】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、従来であれば必須としていた温度調整部
を不要とし、かつ温度安定性を飛躍的に向上させる集積
化光合分波器を提供することを目的とする。
【００１０】
【問題を解決するための手段】本発明の集積化光合分波
器は、波長多重光通信に適用される集積化光合分波器に
おいて、光回路内に設けられ、光バンドパス特性を与え
る光遅延部の光線透過媒質を空気層および光学長の温度
係数が最小となる２種以上の組み合わせ材料のいずれか
で構成したことを特徴とする。
【００１１】また、本発明の集積化光合分波器は、光導
波路アレー、レンズおよび回折格子からなる集積化光合
分波器において、１枚の導波路基板上に少なくとも前記
導波路アレーおよび前記レンズを集積化し、前記回折格
子の格子面上の光線透過媒質に空気層を設けたことを特
徴とする。
【００１２】また、本発明の集積化光合分波器は、アレ
ー導波路格子型の集積化光合分波器において、光回路内
に設けられ、光バンドパス特性を与える光遅延部の光線
透過媒質を空気層で構成したことを特徴とする。
【００１３】また、本発明の集積化光合分波器は、複数
の導波路型マッハツェンダフィルタを接続した集積化光
合分波器において、光回路内の光バンドパス特性を与え
る光遅延部の光線透過媒質を空気層で構成したことを特
徴とする。
【００１４】光合分波器の温度特性が安定であるために
は、光バンドパス特性を与える光学的遅延部分の光学長
を温度に対し安定な構造とすればよい。したがって、光
学長の温度依存性は、遅延要素の物理長と屈折率の温度
依存性とが小さなものを用いるべきであり、具体的に
は、光学的遅延要素を空気層などの熱光学効果の少ない
媒質で形成するか、または光導波路の実効屈折率と熱膨
張係数との積の値が温度に対して安定であるように導波
路の構造を形成する。
【００１５】ここで、回折格子、レンズおよび導波路ア
レー素子からなる光合分波器の波長透過特性の温度依存
性について以下に記述する。回折の条件式は、 Λ・（ｓｉｎα＋ｓｉｎβ）＝ｍ・λ／ｎ ・・・（１） である。ここで、Λ、α、β、ｍ、λ、およびｎは、そ
れぞれ格子間隔、入射角、回折角、回折の次数、光波
長、および回折格子の格子面近傍の媒質の屈折率を示し
ている。そして、この（１）式を温度Ｔで微分し、格子
の熱膨張係数をσとすれば、中心透過波長の温度依存性
は次式で与えられる。
【００１６】 ｄλ／ｄＴ＝λ・（σ＋ｎ-1・ｄｎ／ｄＴ） ・・・（２） したがって、合分波特性の温度依存性を小さくするため
には、熱膨張係数が小さい材料で回折格子を作製するこ
とと、屈折率の変動が少ない媒質中に回折格子を配設す
ることが必要となる。このような回折格子基板材料とし
て適切なものとしては、石英ガラズやインバー合金など
が挙げられる。
【００１７】一方、デバイス全体を石英導波路で作製し
た場合（回折格子面上の媒質を石英で形成した場合）に
は、σ＝０．５５×１０-6（１／℃）、ｎ＝１．４４
４、ｄｎ／ｄＴ＝１０-5（１／℃）、λ＝１．５５μｍ
として、（２）式から０．０１２（ｎｍ／℃）程度の温
度依存性となる。ところが、波長間隔１ｎｍ間隔の高密
度波長多重光伝送用の合分波器を設計した場合には、透
過率半値の透過帯域幅を０．３〜０．５ｎｍ程度にすべ
きであるため、数十度にもおよぶ環境温度変化に対して
は透過波長特性が小さくなく、送受信特性の安定性が十
分ではない。
【００１８】そこで、本発明の集積化光合分波器では、
回折格子の格子面近傍の媒質として、温度に対する屈折
率の変動量が少ない空気層を設ける。空気の屈折率変動
量は、−２．６×１０-7（１／℃）であり、格子材料と
して石英ガラスを用いた場合には、０．０００５（ｎｍ
／℃）程度となって、デバイスへの温度制御を施さずに
十分高安定な温度特性が実現可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態を説明する。 （第１実施形態）まず、本発明の第１実施形態を説明す
る。
【００２０】図１および図２に同実施形態の構成を示
す。この構成では、図１（ａ）に示したように、光ファ
イバアレーポート４から出入射端面までが３次元導波路
１４になっており、出入射端面からレンズ２までが２次
元導波路１５になっている。このレンズ２は、ルネブル
グ型およびジオディシック型といったものや、図１
（ｂ）に示したような高屈折率媒質で２次元レンズを形
成してもよい。このレンズ２後方の切断面８から光が出
射されると、この光は、図２（ａ，ｂ）に示したコリメ
ータ用の円筒レンズ６を透過した後に平行光となる。そ
して、この平行光をさらに微小光学的に配設された回折
格子１に入射させる。したがって、この平行化された光
信号の回折格子１への入射角を適宜設定することにより
利用する波長帯での光合分波機能を達成することができ
る。
【００２１】この構造の導波路回路は、石英導波路や半
導体導波路などで形成すればよい。また、２次元導波路
端面は、斜め研磨や反射防止膜を施すなどして反射戻り
光の結合の防止を図る。そして、回折格子１は異方性エ
ッチングによって格子面の作製が容易なシリコン製のも
のか、低膨張材料を基板とした複製格子を用いる。シリ
コン製のものは、「文献：IEEE Journal of Quantum El
ectronics Vol.QE-16,No.2,February,1980」のように、
シリコン結晶の方位を適宜選択して異方性エッチングを
施したものが考えられる。この基板の側面をメタライズ
すれば、デバイス基板へ鑞づけすることが可能になる。
なお、レプリカ格子を用いる場合には、耐熱性のないレ
ジンが格子に含まれているため、鑞づけによる固定は難
しい。そこで、基板材料としてコバールやインバーなど
のFe-Ni-Co系合金を用いれば、格子基板をデバイスパッ
ケージへ直接レーザ溶接固定することが可能であり、金
属同士の局所的な溶接であるのでレジンを含んでいる格
子面には損傷を与えない。
【００２２】ところで、２次元導波路切断面８から出射
された光は、縦方向に拡散されるため、同実施形態では
円筒レンズ６を適切な位置に配設して平行化する方法を
とっている。この円筒レンズ６の配設としては、図３お
よび図４に示す方法が考えられる。図３は、円筒レンズ
６を光学接着剤で導波路端面に貼り合わせた例、図４
は、導波路基板上の適切な位置にダイシングマシンなど
で溝９を作り、この溝９に円筒レンズ６をはめ込んだ例
をそれぞれ示している。
【００２３】一方、レンズのような光学素子を用いず
に、導波路出射光の縦方向への拡散を低減する方法とし
ては、導波路開口近傍１０のコアを拡大したものを用い
ても良い。コア拡大の為には、たとえば「文献：IEICE
TRANS.COMMUN.,76-B,1 1993 pp.36 」のように、導波路
を局所的に加熱して、コア部のドーパントを熱拡散させ
て導波路のΔを下げる手法、または、石英系導波路にお
いて、火炎堆積法によってΔ値を細かく制御する手法
（「文献：Electron.Lett.,25,13 1989 pp.849」）など
がある。コア拡大の手法をとった場合に留意すべき点
は、図５に示したように、縦方向に僅かに放射する光線
のスポットの高さが回折格子上で場所的に変化しないよ
うに、導波路切断面と回折格子の格子面の距離は可能な
限り小さくすることである。
【００２４】同実施形態の応用例としては、図６に示し
たように、回折格子を直接デバイス基板上にエッチング
や蒸着によって形成したものでも良い。図６に示した集
積化光合分波器では、回折格子１を２次元石英導波路上
でエッチングを行って形成したものである。導波路基板
上への回折格子の作製を考えた場合、格子間隔の粗いも
の（格子面が階段状）が製作容易であり、コスト面で有
利である。そして、デバイスの寸法を小さくするため
に、回折格子をエシェル型（格子のプレーズ角が大きな
ブレーズ格子で特定のブレーズ波長を持たないもの）と
して、高次の回折条件でデバイスを構成する。なお、高
次回折の場合には、波長多重光の回折の次数とは異なっ
た次数のブレーズ波長が、利用波長帯（１．５５μｍ±
１０ｎｍ）に対し３次元導波路アレー端面上で重なり合
う虞れがある。また、長距離系の波長多重通信の場合に
は、光ファイバ増幅器を多数用いるため、（特に光増幅
器の励起方式が前方励起を含む場合には）励起光の信号
光への混入が懸念される。すなわち、光増幅器の励起光
源の波長（たとえば１．４８μｍや０．９８μｍの波長
帯域が広いもの）の光と波長多重光とが、ほぼ同じ回折
角で回折されることによって、各３次元導波路へ波長分
離されずに結合し、受信信号のＳＮ比を劣化させる虞れ
がある。
【００２５】この励起光の混入を防ぐ方法としては、回
折格子の格子間隔を大きくし過ぎないようにするか、ま
たは図７に示したように、３次元導波路の一部をダイシ
ングマシンを使って除去し、その隙間３０に誘電体多層
膜フィルタ３１などのバンドパスフィルタを挿入して励
起光の除去を図るなどの方法が考えられる。
【００２６】また、同実施形態の集積化光合分波器に耐
環境性を持たせるためには、素子全体のパッケージング
とともに、導波路アレー部とファイバアレー部の接続方
法を考慮しなくてはならない。この導波路と光ファイバ
との接続は、ファイバと導波路端面とを突き合わせて接
着剤で固定するなどの方法が現状では主流となっている
が、接着剤の耐湿度性は長期的にみて信頼性が高いとは
いえず、接続（接着）部に気密封止を施す必要がある。
すなわち、図８に示したように、導波路素子全体を気密
封止パッケージ３５内に収めればよいが、パッケージ開
口部４０を通るファイバアレー４１を半田４７などで固
定し、かつパッケージ開口部４０を半田で封止しなくて
はならず、気密をとるのが難しいため実用的ではない。
そこで、図９（ａ，ｂ）に示したように、パッケージ開
口部４０に封止用の窓を設け、ファイバアレー４１と端
面の導波路アレー４２をレンズ４３によって光結合させ
る。同実施形態では、マイクロレンズアレー素子４３が
封止窓を兼ねており、パッケージに半田で固定されてい
る。光ファイバアレー４１はＶ溝、または硝子キャピラ
リーチューブなどを用いて形成し、アレーホルダーに鑞
付けされている。アレーホルダ４４とパッケージ凸部４
５をレーザー溶接固定し、リッド４６をパッケージへシ
ーム溶接することによって気密封止をとる。
【００２７】（第２実施形態）次に本発明の第２実施形
態を説明する。図１０に同実施形態の構成を示す。この
構成は、図１９で示した集積化アレー格子に本発明を応
用したものであり、このデバイスでは、複数の入出力導
波路アレーポート５０，５１を有し、２次元導波路５２
ａ，５２ｂ内で、たとえばポート５４から放射される光
波を各ポート５５に分割し、各導波路の光路長を互いに
僅かにシフトさせて光学的遅延を与え、再び２次元導波
路５３において合波することによって、光が波長に応じ
たポートの導波路に結合する。同実施形態では、遅延回
路に相当する部分を空気層５６として構成している。そ
して、この遅延回路内での各導波路間の光学長差と導波
路分岐数とによって透過特性が決まる。
【００２８】なお、光学長差が大きく、空気層での光の
放射によって導波路への結合時にモードフィールド径の
差が大きいような場合には、結合損失が甚大となってし
まう。そこで、空気層を挟んで向かい合う導波路端面の
コア径を拡大して光の放射が大きくならないようにして
おく。集積化アレー素子は、石英系導波路や半導体導波
路において盛んに研究されているが、同実施形態では、
そのどちらの形式の導波路においても有効である。ま
た、空気層の代わりにＳＫ１６ガラスのような屈折率の
温度依存性が少ない媒質を埋め込んでも良い。構造の安
定性を確保するために、基板材料は、埋め込み媒質と熱
膨張係数に関してほぼ同程度となるものを選択する。た
とえばＳＫ１６ガラス（熱膨張係数はおよそ７×１０-6
（１／Ｋ））を埋め込み媒質とした場合には、導波路基
板材料としてサファイア（熱膨張係数６×１０-6）を用
いて、石英系導波路などを形成してもよい。さらに、図
１１のように、空気層部分５６に平板状のレンズアレー
や導波路アレー５７などを挿入して光線の拡散を抑圧し
てもよい。
【００２９】（第３実施形態）次に、本発明の第３実施
形態を説明する。同実施形態は、図１２（ａ，ｂ）に示
したように、集積化マッハツェンダフィルタ素子に本発
明を応用したものである。
【００３０】マッハツェンダフィルタ素子では、波長透
過特性が正弦波曲線となるため、周期の異なるフィルタ
素子を図１３のように接続することによって光波長分波
器が形成される。また、同実施形態の該フィルタ素子へ
の応用として、光遅延を与える導波路部分６０を空気層
にしている。この空気層の形成は、ダイシングマシンを
用いて導波路部分６０を直接除去するか、またはエッチ
ングを施して行なってもよい。扱う波長多重光の波長間
隔が１ｎｍ程度では、遅延長はｍｍ単位の大きさであ
る。この場合には、導波路間での光結合時の損失が極め
て大きくなる。そこで、空気層の両面の導波路のコア
は、（コアのドーパントを熱拡散させるなどして）拡大
しておくか、導波路間での光結合をとる為のレンズを熱
光学効果の少ない材料で作製し空気層内に挿入するなど
して、導波路出射光の拡散を抑圧する。
【００３１】（第４実施形態）次に、本発明の第４実施
形態を説明する。同実施形態は、図１４に示したよう
に、アレー導波路格子型光合分波器において、光学的遅
延を与えるアレー部の一部の上部クラッド層に、シリコ
ーン樹脂などの媒質を用いて光学長の温度特性を安定化
させたものである。図１５（ａ，ｂ）にその原理を示
す。
【００３２】図１５（ａ，ｂ）は導波路アレーの遅延部
を平行な直線で表したものである。領域７０は、石英系
３次元導波路であり、また、領域７１は、上部クラッド
が石英ではないもので形成されている。そして、この隣
接する２本の導波路の光学長差は次式で与えられる。
【００３３】 ΔＬ(T）＝ｎｑ(T）・Δ(T）・tan θＢ −ｎｑ(T）・Δ(T）・tan θＡ＋ｎｒ(T）・Δ(T）・tan θＡ ・・・（３） ここで、Δ(T）はアレー間隔、ｎｑ(T）、ｎｒ(T）は、
領域７０と７１の導波路の実効屈折率である。そして、
これらはそれぞれ以下の温度特性を有するものとする。
【００３４】 Δ(T）＝Δｏ・（１＋α・Ｔ） ・・・（４） ｎｑ(T）＝ｎｑｏ・（１＋βｑ・Ｔ） （石英） ・・・（５） ｎｒ(T）＝ｎｒｏ・（１＋βｒ・Ｔ） （樹脂など） ・・・（６） 「文献：Optics Letters:Vol 17,No.7,pp.499,1992」に
よれば、アレー導波路格子型の合分波器の波長透過特性
は、 ｄｘ／ｄλ＝ｆ・ｎｑ・ΔＬ／（ｎｓ・Δ・λ） ・・・（７） で与えられる位置分散量ｄｘ／ｄλで決定される（ｎｓ
はスラブ導波路の実効屈折率）。ｎｓとｎｑの温度勾配
は同一であるとみなしてよい。したがって、ΔＬの温度
依存性が解消されれば波長透過特性が温度に対して高安
定となる。よって、式（３）において、温度Ｔの項は、 nqo・（α＋βｑ）・(tanθＢ−tan θＡ） ＋ nro・（α＋βｒ）・tan θＡ ・・・（８） であるが、これが０になるような条件を見いだせばよ
い。上記文献のパラメータ（Δｏ＝２５μｍ、ΔＬｏ＝
１２２．７μｍ）を参考にして、計算を行う。ΔＬのう
ち、温度に依存しない項は、 ２・｛nqo ・(tanθＢ−tan θＡ）＋nro ・tan θＡ｝＝ΔＬｏ／Δｏ ・・・（９） を満たさなくてはならない。式（８）を０としたもの
と、式（９）を用いると以下の条件式が得られる。
【００３５】 nro・（βｒ−βｑ）＝−（α＋βｑ）・ΔＬｏ／（Δｏ・tan θＡ・２） ・・・（10） ここで、図１６に上部クラッド層の屈折率ｎ3 と導波路
の実効屈折率ｎroとの関係を示す。βｒは、図１６の曲
線の傾きと上部クラッド層媒質の熱光学係数の積でほぼ
与えられる。ｎ3 ＝１．４３〜１．４４の範囲では傾き
δｎｒｏ／δｎ3 はおよそ０．１０３であるから、βｒ
は上部クラッド層の熱光学係数の１０分の１程度であ
る。式（１０）の右辺の値は、α＋βｑのオーダの値が
現実的である。石英系導波路では、α＋βｑは、１０-5
（１／℃）程度であるから、βｒの大きさは、１０-5の
オーダで、かつ負の値である必要がある。したがって、
上部クラッド層としては、熱光学係数が−１０-4程度の
ものがよく、実際には、シリコーン樹脂やＰＭＭＡなど
のプラスチック材が適当である。βｒ＝−１．０３×１
０-5、βｑ＝１０-5、ｎｒｏ＝１．４５３０４、ｎ1 ＝
１．４５４８３、ｎ2＝１．４４４、α＝３．２×１０
-6であるとすると、角度θＡは、４８．６６°となる。
図１６より、上部クラッド層の媒質の屈折率が小さくな
ると、傾きδｎｒｏ／δｎ3 は減少し、βｒの大きさも
小さくなるので、式（１０）より、図１７に示すよう
に、楔の角度θＡは大きくなる。
【００３６】ところで、樹脂を充填した導波路部では、
上部クラッド層と下部クラッド層の屈折率が異なること
によって、偏波の方位が変わると導波路の実効屈折率が
変化し、波長透過特性に偏波依存性が現われる虞れがあ
る。このような場合には、上記文献で記載されているよ
うに、アレー導波路の中央部にダイシングマシンで溝を
形成し、１／２波長板を挿入するなどの加工が必要とな
る。
【００３７】なお、上述した光学的遅延を与える導波路
の上部クラッド層の一部を屈折率の温度勾配が負である
ような媒質で形成して光合分波器の波長透過特性の温度
安定性を図る手法は、他のリトロー型合分波器や多段マ
ッハツェンダフィルタによる合分波器に応用しても有効
である。
【００３８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の集積化光
合分波器によれば、導波路アレーとレンズとを同一導波
路基板上に作製しているため、安定、かつ量産性に優れ
たデバイスを提供可能なする。また、回折格子を用いた
光合分波器においては、回折格子の格子面上の媒質が空
気である様に回折格子を配置し、または１導波路素子と
して回折格子を導波路基板上に作製しているため、高信
頼かつ安定な波長透過特性が得られる。
【００３９】さらに、導波路アレー格子型のデバイスや
多段接続されたマッハツェンダフィルタによるデバイス
においても、上述と同様の効果が得られ、一部の光導波
路回路の上部クラッド層媒質として、屈折率とその温度
勾配量をパラメータとして適宜選定することによっても
安定な波長透過特性が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る集積化光合分波器
の構成を示す図。
【図２】第１実施形態に係る集積化光合分波器の構成を
示す図。
【図３】第１実施形態に係る導波路素子へのレンズの実
装の一例を示す図。
【図４】第１実施形態に係るデバイス基板へのレンズの
実装の一例を示す図。
【図５】第１実施形態に係る導波路出射光の回折格子面
上でのパターンを示す図。
【図６】第１実施形態に係るリトロー型光合分波器の作
製手順の一例を示す図。
【図７】第１実施形態に係る光フィルタを３次元導波路
に実装した一例を示す図。
【図８】第１実施形態に係るデバイスのパッケージを説
明する図。
【図９】第１実施形態に係るデバイスのパッケージを説
明する図。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る集積化光合分波
器の構成を示す図。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る集積化光合分波
器の応用例を示す図。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る集積化光合分波
器の構成を示す図。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る周期の異なるフ
ィルタ素子の接続例を示す図。
【図１４】本発明の第４実施形態に係る集積化光合分波
器の構成を示す図。
【図１５】本発明の第４実施形態に係る媒質を用いて光
学長の温度特性を安定化させる原理を説明する概念図。
【図１６】本発明の第４実施形態に係る上部クラッド層
の屈折率と導波路の実効屈折率との関係を示す図。
【図１７】本発明の第４の実施形態に係る計算結果を示
す図。
【図１８】従来の光合分波器の一構成例を示す図。
【図１９】従来の導波路アレー格子構造をもつ光合分波
器の構成図。
【符号の説明】
１…回折格子、２…レンズ、３…導波路アレー、４…フ
ァイバアレー、５…２次元導波路出射光のパターン、６
…円筒レンズ、８…２次元導波路切断面、９…レンズは
め込み用溝、１０…高屈折率媒質、１１…レンズ固定用
ブロック材、１２…デバイス基板、１３…導波路素子は
め込み部、１４…３次元導波路部、１５…２次元導波
路、２２…空気層、３０…光フィルタはめ込み用溝、３
１…光フィルタ、３５…パッケージ、４０…パッケージ
開口部、４１…光ファイバアレー、４３…マイクロレン
ズアレー、４４…アレーホルダ、４５…パッケージ凸
部、４６…リッド、４７…半田（鑞づけ）、５０…入力
導波路ポート、５１…出力導波路ポート、５２ａ，５２
ｂ…スラブ導波路、５３ａ，５３ｂ…スラブ導波路と３
次元導波路アレーとの界面、５４…波長多重光出射ポー
ト、５５…光遅延回路入力部、５６…空気層、５７…平
板レンズアレー、または導波路アレー素子、５８…導波
路基板、５９…導波路型マッハツェンダフィルタ、６０
…空気層（遅延部分）、６１…光遅延回路、７０…上部
クラッド層が石英である光導波路、７１…上部クラッド
層がシリコーン樹脂等である光導波路、１０１…上部ク
ラッド層、１０２…コア層、１０３…下部クラッド層、
１０４…導波路基板。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 波長多重光通信に適用される集積化光合
    分波器において、 光回路内に設けられ、光バンドパス特性を与える光遅延
    部の光線透過媒質を空気層および光学長の温度係数が最
    小となる２種以上の組み合わせ材料のいずれかで構成し
    たことを特徴とする集積化光合分波器。
  2. 【請求項２】 光導波路アレー、レンズおよび回折格子
    からなる集積化光合分波器において、 １枚の導波路基板上に少なくとも前記光導波路アレーお
    よび前記レンズを集積化し、前記回折格子の格子面上の
    光線透過媒質に空気層を設けたことを特徴とする集積化
    光合分波器。
  3. 【請求項３】 アレー導波路格子型の集積化光合分波器
    において、 光回路内に設けられ、光バンドパス特性を与える光遅延
    部の光線透過媒質を空気層で構成したことを特徴とする
    集積化光合分波器。
  4. 【請求項４】 複数の導波路型マッハツェンダフィルタ
    を接続した集積化光合分波器において、 光回路内に設けられ、光バンドパス特性を与える光遅延
    部の光線透過媒質を空気層で構成したことを特徴とする
    集積化光合分波器。
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