JP3224086B2 - Arrayed waveguide grating with variable frequency width of flat band characteristics - Google Patents
Arrayed waveguide grating with variable frequency width of flat band characteristicsInfo
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Description
【0001】本発明は、フラットな光周波数帯域特性を
有するアレイ導波路型光合分波器を実現できるフラット
帯域特性の周波数幅が可変なアレイ導彼路格子に関す
る。[0001] The present invention relates to an arrayed waveguide grating having a variable frequency width of a flat band characteristic which can realize an arrayed waveguide type optical multiplexer / demultiplexer having a flat optical frequency band characteristic.
【0002】[0002]
【従来の技術】図1は従来のアレイ導波路格子の一例を
示す。このアレイ導波路格子は、基板1上に配置された
入力用チャネル導波路2、チャネル導波路アレイ4、出
力用チャネル導波路3、上記入力用チャネル導波路2と
チャネル導波路アレイ4とを接続する第1の扇型スラブ
導波路5、および上記チャネル導波路アレイ4と出力用
チャネル導波路3とを接続する第2の扇型スラブ導波路
6を具え、上記チャネル導波路アレイ4の長さが所定の
導波路長差ΔLで順次長くなるように構成されている。2. Description of the Related Art FIG. 1 shows an example of a conventional arrayed waveguide grating. The arrayed waveguide grating connects the input channel waveguides 2, the channel waveguide array 4, the output channel waveguides 3, and the input channel waveguides 2 and the channel waveguide arrays 4 arranged on the substrate 1. And a second fan-shaped slab waveguide 6 for connecting the channel waveguide array 4 and the output channel waveguide 3 to each other. Are sequentially increased by a predetermined waveguide length difference ΔL.
【0003】このような従来のアレイ導波路格子におい
ては、図2の上記第1扇型スラブ導波路5の近傍の拡大
図に示すように、第1扇型スラブ導波路5との境界にお
いて入力用チャネル導波路2およびチャネル導波路アレ
イ4の各導波路のコアーが直線状に広がるテーパ形状の
導波路(テーパ導波路とも称する)で接続されていた。
また同様に、図3の第2扇型スラブ導波路6の近傍の拡
大図に示すように、第2扇型スラブ導波路6との境界に
おいて出力用チャネル導波路3およびチャネル導波路ア
レイ4の各導波路のコアーが直線状に広がるテーパ形状
の導波路で第2扇型スラブ導波路6と接続されていた。In such a conventional arrayed waveguide grating, as shown in an enlarged view near the first sectoral slab waveguide 5 in FIG. The cores of the respective channel waveguides 2 and 4 of the channel waveguide array 4 were connected by a tapered waveguide (also referred to as a tapered waveguide) that spreads linearly.
Similarly, as shown in an enlarged view of the vicinity of the second sector slab waveguide 6 in FIG. 3, the output channel waveguide 3 and the channel waveguide array 4 at the boundary with the second sector slab waveguide 6. The core of each waveguide was connected to the second fan-shaped slab waveguide 6 by a tapered waveguide that spreads linearly.
【0004】なお、図2および図3において、Rは第
1、第2の扇型スラブ導波路5,6の曲率半径、Uは入
力用、出力用チャネル導波路2,3のテーパ形状のコア
開口幅、S1 は入力用、出力用チャネル導波路2,3の
間隔、d1 は入力用、出力用チャネル導波路2,3のテ
ーパ形状の導波路の長さ、Dはチャネル導波路アレイ4
のテーパ形状の導波路のコア開口幅、2aはチャネル導
波路部分のコア幅、S2はチャネル導波路アレイ4の各
導波路の間隔、およびd2 はチャネル導波路アレイ4の
テーパ形状の導波路の長さである。In FIGS. 2 and 3, R is the radius of curvature of the first and second fan-shaped slab waveguides 5 and 6, and U is the tapered core of the input and output channel waveguides 2 and 3. Aperture width, S 1 is the distance between the input and output channel waveguides 2 and 3, d 1 is the length of the tapered waveguide of the input and output channel waveguides 2 and 3, and D is the channel waveguide array 4
Tapered waveguide core opening width, 2a channel waveguide portion of the core width, S 2 interval of each waveguide of the channel waveguide array 4, and d 2 are electrically tapered channel waveguide array 4 The length of the wave path.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】このような従来のアレ
イ導波路格子の周波数特性は、図4に示すように、各導
波路の中心光周波数(図4の場合は200GHz間隔、
波長に換算すると0.0016μm)の近傍で放物線状
の損失特性となり、1dB周波数帯域幅はB1dB=35
(GHz)程度である。As shown in FIG. 4, the frequency characteristic of such a conventional arrayed waveguide grating is such that the center optical frequency of each waveguide (in FIG. 4, 200 GHz interval,
When converted to a wavelength, the loss characteristic becomes parabolic in the vicinity of 0.0016 μm), and the 1 dB frequency bandwidth is B 1 dB = 35.
(GHz).
【0006】このように、上述した従来の構造のアレイ
導波路格子では、放物線状の損失特性を有するので、レ
ーザ光源の波長(光周波数)が温度変化等で各信号チャ
ネル(導波路)の中心波長(中心光周波数)から変動し
た場合には、損失が大幅に増加してしまうという解決す
べき課題があった。As described above, the array waveguide grating having the above-described conventional structure has a parabolic loss characteristic. Therefore, the wavelength (optical frequency) of the laser light source changes due to a temperature change or the like so that the center of each signal channel (waveguide) is changed. When the wavelength fluctuates from the wavelength (the center optical frequency), there is a problem to be solved that the loss increases significantly.
【0007】本発明の目的は、上述のような従来技術の
課題を解決するため、入力導波路を変えることによって
分波器の帯域幅を変えることができるフラット帯域特性
の周波数幅が可変なアレイ導彼路格子を提供することに
ある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art by changing an input waveguide.
Flat band characteristics that can change the bandwidth of the duplexer
Is to provide an array conducting grating whose frequency width is variable .
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のフラット帯域特性の周波数幅が可変なアレ
イ導彼路格子は、基板上に配置された入力用チャネル導
波路と、チャネル導波路アレイと、出力用チャネル導波
路と、前記入力用チャネル導波路と前記チャネル導波路
アレイとを接続する第1の扇型スラブ導波路と、前記チ
ャネル導波路アレイと前記出力用チャネル導波路とを接
続する第2の扇型スラブ導波路とを具備し、前記チャネ
ル導波路アレイの長さが所定の導波路長差で順次長くな
るように構成されたアレイ導波路格子であって、前記第
1の扇型スラブ導波路との境界近傍における前記入力用
チャネル導波路の各入力導波路のコアがパラボラ形状に
広がっており、異なる前記入力用チャネル導波路に光が
入力された場合に、第2の扇型スラブ導波路と出力用チ
ャネル導波路との境界において形成されるフラットな電
界分布の幅が各々異なるように、隣合う該パラボラ形状
の入力導波路のコアの幅が各々異なって形成されたこと
を特徴とすることを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, an array of the present invention having a variable frequency width of the flat band characteristic is provided.
The guiding waveguide grating includes an input channel waveguide, a channel waveguide array, an output channel waveguide, and a second channel connecting the input channel waveguide and the channel waveguide array arranged on the substrate. And a second fan-shaped slab waveguide connecting the channel waveguide array and the output channel waveguide, wherein the length of the channel waveguide array is a predetermined length. An arrayed waveguide grating configured to be sequentially elongated with a difference in wave length , wherein a core of each input waveguide of the input channel waveguide near a boundary with the first fan-shaped slab waveguide has a parabolic shape. And light enters the different input channel waveguides.
When input, the second fan-shaped slab waveguide and the output
Flat electricity formed at the boundary with the channel waveguide
The cores of adjacent parabolic-shaped input waveguides are formed so as to have different widths so that the field distributions have different widths.
【0009】ここで、前記入力用チャネル導波路の各入
力導波路のコアのパラボラ形状が、Here, the parabolic shape of the core of each input waveguide of the input channel waveguide is as follows:
【0010】[0010]
【数2】 (Equation 2)
【0011】(ただし、Ai は各々のパラボラ形状を指
定するパラメータ、aはコア幅の1/2、xはコア開口
幅の方向の位置、yはコアの軸線方向の位置)なる式で
決められるとすることができる。(Where A i is a parameter specifying each parabolic shape, a is 1 / of the core width, x is a position in the direction of the core opening width, and y is a position in the axial direction of the core). Can be done.
【0012】本発明では、上記のように、第1扇型スラ
ブ導波路と入力用チャネル導波路アレイとの境界近傍に
おいて各入力導波路のコア幅がパラボラ形状をなしてい
ることにより、第2の扇型スラブ導波路と出力用チャネ
ル導波路との境界においてフラットな電界分布をもつ光
分布を形成する。このために光源の周波数が変化しても
分波出力特性はほぼ一定となるようなフラットな帯域特
性を有するアレイ導波路格子を実現できる。さらに、隣
合うパラボラ形状の入力導波路コアの幅が各々異なって
いることにより、各々異なる入力導波路に光が入力され
た場合に第2の扇型スラブ導波路と出力用チャネル導波
路との境界において形成されるフラットな電界分布の幅
が各々異なる。In the present invention, as described above, the core width of each input waveguide has a parabolic shape near the boundary between the first fan-shaped slab waveguide and the input channel waveguide array. A light distribution having a flat electric field distribution is formed at the boundary between the fan-shaped slab waveguide and the output channel waveguide. For this reason, it is possible to realize an arrayed waveguide grating having a flat band characteristic such that the demultiplexing output characteristic becomes substantially constant even when the frequency of the light source changes. Furthermore, since the widths of the adjacent parabolic-shaped input waveguide cores are different from each other, when light is input to the different input waveguides, the second fan-shaped slab waveguide and the output channel waveguide are not connected to each other. The width of the flat electric field distribution formed at the boundary differs from one another.
【0013】従って、本発明では、入力導波路を選ぶこ
とによりフラットな帯域特性の周波数幅を変えることが
でき、システムの要求条件に合わせてフラットな帯域特
性の周波数幅を選択できる。また、これにより、大容量
・長距離光通信および波長分割ルーティング等に適した
光分波器を提供することができる。Therefore, in the present invention, the frequency width of the flat band characteristic can be changed by selecting the input waveguide, and the frequency width of the flat band characteristic can be selected according to the requirements of the system. In addition, this makes it possible to provide an optical demultiplexer suitable for large-capacity, long-distance optical communication, wavelength division routing, and the like.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0015】図5は、本発明のフラット帯域特性アレイ
導波路格子の実施の形態の一例として、ここではアレイ
導波路型光合分波器を示す。この光合分波器では、入力
用チャネル導波路12、出力用チャネル光導波路13、
チャネル導波路アレイ14、上記入力用チャネル導波路
12とチャネル導波路アレイ14とを接続する第1の扇
型スラブ導波路15、および上記チャネル導波路アレイ
14と出力用チャネル導波路13とを接続する第2の扇
型スラブ導波路16が基板11上に形成されている。チ
ャネル導波路アレイ14はその長さが所定の導波路長差
ΔLで順次長くなるように構成されている。FIG. 5 shows an array waveguide type optical multiplexer / demultiplexer as an example of the embodiment of the flat band characteristic array waveguide grating of the present invention. In this optical multiplexer / demultiplexer, an input channel waveguide 12, an output channel optical waveguide 13,
A channel waveguide array 14, a first fan-shaped slab waveguide 15 for connecting the input channel waveguide 12 to the channel waveguide array 14, and a connection between the channel waveguide array 14 and the output channel waveguide 13; A second fan-shaped slab waveguide 16 is formed on the substrate 11. The channel waveguide array 14 is configured such that its length is sequentially increased by a predetermined waveguide length difference ΔL.
【0016】図6は、本発明の特徴を示す上記第1の扇
型スラブ導波路15の近傍の拡大図である。図6に示す
ように、第1の扇型スラブ導波路15の境界近傍におけ
る入力用チャネル導波路12の各コアは、隣接コアのコ
ア幅が各々異なるパラボラ形状になっている。一方、第
1の扇型スラブ導波路15の境界近傍におけるチャネル
導波路アレイ14の各導波路のコアは、従来例と同様
に、直線状に広がるデーパ形状になっている。FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the first fan-shaped slab waveguide 15 showing the features of the present invention. As shown in FIG. 6, each core of the input channel waveguide 12 near the boundary of the first fan-shaped slab waveguide 15 has a parabolic shape in which adjacent cores have different core widths. On the other hand, the core of each waveguide of the channel waveguide array 14 near the boundary of the first fan-shaped slab waveguide 15 has a tapered shape that spreads linearly, as in the conventional example.
【0017】図6において、Rは第1の扇型スラブ導波
路15の曲率半径であり、Dはチャネル導波路アレイ1
4のテーパ形状の導波路のコア開口幅であり、2aはチ
ャネル導波路部分のコア幅、S2 はチャネル導波路アレ
イ14の間隔、d2 はチャネル導波路アレイ14のテー
パ長(導波路のテーパ形状部分の長さ)である。In FIG. 6, R is the radius of curvature of the first fan-shaped slab waveguide 15 and D is the channel waveguide array 1.
A core opening width of the waveguide 4 of the tapered, 2a channel waveguide portion of the core width, S 2 interval of channel waveguide array 14, d 2 the taper length of the channel waveguide array 14 (the waveguide Length of the tapered portion).
【0018】また、Wi (本実施形態ではi=1〜3と
している)は入力用チャネル導波路12のパラボラ形状
の各導波路のコア開口幅であり、S1 は入力用チャネル
導波路12の間隔、li (本実施形態ではi=1〜3)
は入力用チャネル導波路12の各パラボラ(各導波路の
パラボラ形状部分)の長さである。Further, W i (in the present embodiment is set to i = 1 to 3) is the core opening width of each waveguide in the parabolic shape of the input channel waveguide 12, S 1 is input channel waveguide 12 , L i (i = 1 to 3 in the present embodiment)
Is the length of each parabola of the input channel waveguide 12 (parabola-shaped portion of each waveguide).
【0019】第1扇型スラブ導波路15との境界近傍に
おける入力用チャネル導波路12の各導波路のコアのポ
ラボラ形状は、図7の拡大図に示すように、コア開口幅
の方向をxとし、コアの軸線方向をyとすると、次式
(1)により決められる。(但し、Ai は各々のパラボ
ラ形状を指定するパラメータであり、aはコア幅の1/
2(コア半幅と称する)である。)As shown in the enlarged view of FIG. 7, the polarizer shape of the core of each waveguide of the input channel waveguide 12 near the boundary with the first fan-shaped slab waveguide 15 is such that the direction of the core opening width is x. And y is the axial direction of the core, and is determined by the following equation (1). (Where A i is a parameter for specifying each parabolic shape, and a is 1/1 of the core width.
2 (referred to as core half width). )
【0020】[0020]
【数3】 (Equation 3)
【0021】いま、図5の構成において、入力用チャネ
ル導波路12の一つのポートに光周波数f(波長λ=c
/f:但し、Cは光速)の信号光が入射した場合を考え
る。この入射された光は、図6に示すパラボラ状の領域
を通過する際に平行ビーム状の光分布をなし、第1扇型
スラブ導波路15との境界においては、図8に示すよう
な空間的にフラットな電界分布を生じる。コア幅2a=
7μm、コア厚(コアの厚み)2t=7μm、屈折率差
Δ=0.75%の光導波路の場合に、図8に示すような
フラット光分布を得るための構造パラメータは、A1 =
1.0、l1 =250μm、A 2=1.1、l2 =30
0μm、A3 =1.2、l3 =350μmである。Now, in the configuration of FIG. 5, one port of the input channel waveguide 12 has an optical frequency f (wavelength λ = c
/ F: where C is the speed of light). The incident light forms a parallel beam light distribution when passing through the parabolic region shown in FIG. 6, and at the boundary with the first fan-shaped slab waveguide 15, a space as shown in FIG. A flat electric field distribution is generated. Core width 2a =
7 [mu] m, in the case of the core thickness (core thickness) 2t = 7 [mu] m, refractive index difference delta = 0.75% of the optical waveguide, the structural parameters for obtaining a flat light distribution as shown in FIG. 8, A 1 =
1.0, l 1 = 250 μm, A 2 = 1.1, l 2 = 30
0 μm, A 3 = 1.2, l 3 = 350 μm.
【0022】このようにして得られたフラットな分布を
もつ光は、さらに第1扇型スラブ導波路15において横
方向に広がって進み、チャネル導波路アレイ14の各導
波路を励振し、第2の扇型スラブ導波路16において光
周波数fに対応した出力用チャネル導波路13の位置に
集光する。The thus-obtained light having a flat distribution further spreads in the first fan-shaped slab waveguide 15 in the lateral direction, and excites the respective waveguides of the channel waveguide array 14 to produce the second light. Is focused on the position of the output channel waveguide 13 corresponding to the optical frequency f in the fan-shaped slab waveguide 16.
【0023】この時、相反の定理により、第2の扇型ス
ラブ導波路16と出力用チャネル導波路13との境界に
おける光分布も、上述の図8に示す分布と同じような、
図9に示すようなフラットな光分布となる。At this time, according to the reciprocity theorem, the light distribution at the boundary between the second fan-shaped slab waveguide 16 and the output channel waveguide 13 is also similar to the distribution shown in FIG.
The light distribution becomes flat as shown in FIG.
【0024】図10は、図5の第2の扇型スラブ導波路
16の近傍の拡大図である。第2の扇型スラブ導波路1
6の境界近傍における出力用チャネル導波路13および
チャネル導波路アレイ14の各導波路のコアは、従来例
と同様に、直線状に広がるデーパ形状になっている。こ
こで、Rは第2の扇型スラブ導波路16の曲率半径であ
り、Dはチャネル導波路アレイ14のテーパ形状の導波
路のコア開口幅であり、2aはチャネル導波路部分のコ
ア幅、S2 はチャネル導波路アレイ14の間隔、d2 は
チャネル導波路アレイ14のテーパ長である。また、U
は出力用チャネル導波路13のテーパ形状の導波路のコ
ア開口幅(総て同一の幅)であり、S1は出力用チャネ
ル導波路13の間隔、d1 は出力用チャネル導波路13
のテーパ長である。FIG. 10 is an enlarged view of the vicinity of the second fan-shaped slab waveguide 16 of FIG. Second fan-shaped slab waveguide 1
The core of each of the output channel waveguides 13 and the channel waveguide array 14 near the boundary of No. 6 has a tapered shape that spreads linearly as in the conventional example. Here, R is the radius of curvature of the second fan-shaped slab waveguide 16, D is the core opening width of the tapered waveguide of the channel waveguide array 14, 2a is the core width of the channel waveguide portion, S 2 is the interval between the channel waveguide arrays 14, and d 2 is the taper length of the channel waveguide array 14. Also, U
Is a core opening width of the waveguide of the tapered output channel waveguide 13 (all the same width), S 1 is the interval of the output channel waveguide 13, d 1 output channel waveguide 13
Is the taper length.
【0025】出力用チャネル導波路13の導波路のコア
開口幅Uは、図9に示すフラットな光分布の幅に比べて
数分の1になるように設計されているので、光源の光周
波数fが多少変化しても出力用チャネル導波路13へ結
合する光の量はほぼ一定となる。すなわち、光源の周波
数fが多少変化しても分波出力がほぼ一定となるような
フラット周波数帯域特性が実現される。Since the core opening width U of the waveguide of the output channel waveguide 13 is designed to be a fraction of the width of the flat light distribution shown in FIG. Even if f changes slightly, the amount of light coupled to the output channel waveguide 13 becomes substantially constant. That is, a flat frequency band characteristic is realized in which the demultiplexed output is substantially constant even if the frequency f of the light source slightly changes.
【0026】また、図9に示すように、異なるパラボラ
の幅Wi (本実施の形態ではi=1〜3)からの光分布
の幅は各々異なるので、分波出力がほぼ一定となる周波
数幅は入力用チャネル導波路を選ぶことによって変える
ことができる。Further, as shown in FIG. 9, since the widths of the light distributions from different parabola widths W i (i = 1 to 3 in the present embodiment) are different from each other, the frequency at which the demultiplexed output becomes substantially constant is obtained. The width can be changed by choosing the input channel waveguide.
【0027】[0027]
【実施例】更に、図面を参照して、本発明の一実施例を
詳細に説明する。An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0028】図5〜図10を用いて説明した本発明のア
レイ導波路格子に関し、以下のようなパラメータを用い
てマスクを作製した。即ち、2a=7μm、R=11.
3mm、ΔL=63μm、S2 =25μm、D=20μ
m、d2 =2mm、S1 =25μm、U=10μm、A
1 =1.0、l1 =250μm、W1 =32μm、A2
=1.1、l2 =300μm、W2 =37μm、A3 =
1.2、l3 =350μm、W3 =42μmである。With respect to the arrayed waveguide grating of the present invention described with reference to FIGS. 5 to 10, a mask was manufactured using the following parameters. That is, 2a = 7 μm, R = 11.
3 mm, ΔL = 63 μm, S 2 = 25 μm, D = 20 μ
m, d 2 = 2 mm, S 1 = 25 μm, U = 10 μm, A
1 = 1.0, l 1 = 250 μm, W 1 = 32 μm, A 2
= 1.1, l 2 = 300 μm, W 2 = 37 μm, A 3 =
1.2, l 3 = 350 μm, W 3 = 42 μm.
【0029】このようにして作製したマスクにより石英
系光導波路を用いて本実施形態のフラット帯域特性アレ
イ導波路格子を作製した。The flat band characteristic array waveguide grating of the present embodiment was manufactured using the quartz optical waveguide with the mask thus manufactured.
【0030】まず、Si基板11上に火炎堆積法によっ
てSiO2 下部クラッド層を堆積し、次にGeO2 をド
ーパントとして添加したSiO2 ガラスのコア層を堆積
した後に、電気炉で透明ガラス化した。次に、上記設計
に基づく図5,図6,図10に示すようなパターンを用
いてコア層をエッチングして光導波路部分を作製した。
最後に、再びSiO2 上部クラッド層を堆積した。First, an SiO 2 lower cladding layer was deposited on the Si substrate 11 by a flame deposition method, and then a SiO 2 glass core layer to which GeO 2 was added as a dopant was deposited. . Next, the core layer was etched using a pattern as shown in FIGS. 5, 6, and 10 based on the above design, to produce an optical waveguide portion.
Finally, the SiO 2 upper cladding layer was deposited again.
【0031】このようにして作製したフラット帯域特性
アレイ導波路格子の光周波数特性の測定結果を図11〜
図13に示す(周波数間隔は200GHz、波長に換算
すると0.0016μm)。図11〜図13は各々パラ
ボラの幅W1 〜W3 の入力用チャネル導波路12に光を
入力した場合の周波数特性の測定結果を示す。The measurement results of the optical frequency characteristics of the flat band characteristic arrayed waveguide grating manufactured as described above are shown in FIGS.
It is shown in FIG. 13 (the frequency interval is 200 GHz, and the wavelength is 0.0016 μm). 11 to 13 show measurement results of frequency characteristics when light is input to the input channel waveguides 12 having parabola widths W 1 to W 3 , respectively.
【0032】図11に示すように、W1 =32μmのパ
ラボラ幅の入力用チャネル導波路に光を入力した場合の
1dB周波数帯域幅はB1dB =116(GHz)であ
る。また、図12に示すように、W2 =37μmのパラ
ボラ幅の入力用チャネル導波路に光を入力した場合の1
dB周波数帯域幅はB1dB =140(GHz)である。
また、図13に示すように、W3 =42μmのパラボラ
幅の入力用チャネル導波路に光を入力した場合の1dB
の周波数帯域幅はB1dB =164(GHz)である。図
11〜図13から、光周波数特性がフラット化されてお
り、かつ各々異なるパラボラの幅W1 〜W3 の入力用チ
ャネル導波路に光を入力することにより、異なる帯域幅
のフラット周波数特性が得られていることがわかる。As shown in FIG. 11, when light is input to the input channel waveguide having a parabolic width of W 1 = 32 μm, the 1 dB frequency bandwidth is B 1dB = 116 (GHz). Further, as shown in FIG. 12, when light is input to the input channel waveguide having a parabola width of W 2 = 37 μm,
The dB frequency bandwidth is B 1dB = 140 (GHz).
Further, as shown in FIG. 13, 1 dB when light is input to an input channel waveguide having a parabola width of W 3 = 42 μm.
Is B 1dB = 164 (GHz). From FIG. 11 to FIG. 13, the optical frequency characteristics are flattened, and by inputting light into the input channel waveguides having different parabola widths W 1 to W 3 , flat frequency characteristics of different bandwidths are obtained. It can be seen that it has been obtained.
【0033】これによって、従来のアレイ導波路格子
(図4)では35(GHz)であった1dB帯域幅が、
隣接する信号チャネルのクロストークを劣化することな
く大幅に拡大され、かつ各々異なるパラボラの幅の入力
用チャネル導波路に光を入力することにより異なる帯域
幅のフラット周波数特性が一つのアレイ導波路格子で得
られることがわかる。Thus, the 1 dB bandwidth which was 35 (GHz) in the conventional arrayed waveguide grating (FIG. 4) is
By inputting light into input channel waveguides having different parabola widths, the flat frequency characteristics of different bandwidths are greatly increased without deteriorating the crosstalk of adjacent signal channels, and the flat frequency characteristics of one array waveguide grating are different. It can be seen that it can be obtained by:
【0034】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第1の扇型スラブ導波路との境界近傍における入力用チ
ャネル導波路の各入力導波路のコアがパラボラ形状に広
がっており、異なる入力用チャネル導波路に光が入力さ
れた場合に、第2の扇型スラブ導波路と出力用チャネル
導波路との境界において形成されるフラットな電界分布
の幅が各々異なるように、隣合うパラボラ形状の入力導
波路のコアの幅が各々異なって形成されているので、入
力導波路を変えることによって分波器の帯域幅を変える
ことが可能となり、例えば分波するWDMのチャネル幅
(3dB帯域内に複数のチャネルが含まれる場合)を変
えることができる。 As described above, according to the present invention,
Input switch near the boundary with the first fan-shaped slab waveguide
The core of each input waveguide of the channel waveguide is spread in a parabolic shape.
Light is input to different input channel waveguides.
Slab waveguide and output channel
Flat electric field distribution formed at the boundary with the waveguide
So that the widths of adjacent
Since the waveguide cores are formed with different widths,
Changing the demultiplexer bandwidth by changing the force waveguide
For example, WDM channel width to be demultiplexed
(When multiple channels are included in the 3 dB band)
Can be obtained.
【0035】従って、本発明によれば、レーザ等の光源
の波長が温度変化等により各信号チャネルの中心波長か
ら変動した場合でも通過損失が増加しないので、波長分
割ルーティングシステム等の設計の許容度が増すという
利点を有する。さらに、本発明によれば、入力導波路を
選ぶことによりフラットな帯域特性の周波数幅を変える
ことができ、システムの要求条件に合わせてフラットな
帯域特性の周波数幅を一つのアレイ導波路格子で実現で
きるという顕著な効果が得られる。Therefore, according to the present invention, even when the wavelength of the light source such as a laser fluctuates from the center wavelength of each signal channel due to a temperature change or the like, the passage loss does not increase, so that the design tolerance of the wavelength division routing system and the like can be improved. Has the advantage of increasing Further, according to the present invention, the frequency width of the flat band characteristic can be changed by selecting the input waveguide, and the frequency width of the flat band characteristic can be changed by one arrayed waveguide grating according to the requirements of the system. A remarkable effect that it can be realized is obtained.
【図1】従来のアレイ導波路格子の構造の一例を示す斜
視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an example of the structure of a conventional arrayed waveguide grating.
【図2】図1における第1の扇型スラブ導波路5の近傍
の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of a first fan-shaped slab waveguide 5 in FIG.
【図3】図1における第2の扇型スラブ導波路6の近傍
の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of a second fan-shaped slab waveguide 6 in FIG.
【図4】従来のアレイ導波路格子の周波数特性の測定結
果を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing measurement results of frequency characteristics of a conventional arrayed waveguide grating.
【図5】本発明のフラット帯域特性アレイ導波路格子の
実施の形態の一例を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing an example of an embodiment of a flat band characteristic arrayed waveguide grating of the present invention.
【図6】図5における第1の扇型スラブ導波路15の近
傍の拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of a first fan-shaped slab waveguide 15 in FIG.
【図7】図6における入力用チャネル導波路12と第1
扇型スラブ導波路15との境界近傍におけるパラボラ形
状のコアの1つを拡大して示す図である。7 shows an input channel waveguide 12 and a first channel waveguide 12 shown in FIG. 6;
FIG. 4 is an enlarged view showing one of the parabolic cores near the boundary with the fan-shaped slab waveguide 15.
【図8】図6の第1の扇型スラブ導波路15と入力用チ
ャネル導波路12との境界における電界分布を示すグラ
フである。8 is a graph showing an electric field distribution at a boundary between a first fan-shaped slab waveguide 15 and an input channel waveguide 12 in FIG.
【図9】図5の第2の扇型スラブ導波路16と出力用チ
ャネル導波路13との境界における電界分布を示すグラ
フである。9 is a graph showing an electric field distribution at a boundary between a second fan-shaped slab waveguide 16 and an output channel waveguide 13 in FIG.
【図10】図5における第2の扇型スラブ導波路16の
近傍の拡大図である。FIG. 10 is an enlarged view of the vicinity of a second fan-shaped slab waveguide 16 in FIG.
【図11】図6の本発明のフラット帯域特性アレイ導波
路格子において、パラボラの幅W1 の入力用チャネル導
波路に光を入力した場合の周波数特性の測定結果を示す
グラフである。In the flat band characteristic arrayed waveguide grating of the present invention in FIG. 11 FIG. 6 is a graph showing the measurement results of the frequency characteristics in the case of inputting light to the input channel waveguide having a width W 1 of the parabolic.
【図12】図6の本発明のフラット帯域特性アレイ導波
路格子において、パラボラの幅W2 の入力用チャネル導
波路に光を入力した場合の周波数特性の測定結果を示す
グラフである。12 is a graph showing measurement results of frequency characteristics when light is input to an input channel waveguide having a parabola width W 2 in the flat band characteristic array waveguide grating of the present invention in FIG. 6;
【図13】図6の本発明のフラット帯域特性アレイ導波
路格子において、パラボラの幅W3 の入力用チャネル導
波路に光を入力した場合の周波数特性の測定結果を示す
グラフである。13 is a graph showing measurement results of frequency characteristics when light is input to an input channel waveguide having a parabola width W 3 in the flat band characteristic array waveguide grating of the present invention in FIG. 6;
1 基板 2 入力用チャネル導波路 3 出力用チャネル導波路 4 チャネル導波路アレイ 5 第1の扇型スラブ導波路 6 第2の扇型スラブ導波路 11 基板 12 入力用チャネル導波路 13 出力用チャネル導波路 14 チャネル導波路アレイ 15 第1の扇型スラブ導波路 16 第2の扇型スラブ導波路 Wi (W1 、W2 、W3 ) 入力用チャネル導波路12
のパラボラ形状の各導波路のコア開口幅 li (l1 、l2 、l3 ) 入力用チャネル導波路12
の各導波路のパラボラ形状部分の長さ S1 入力用チャネル導波路12の間隔 2a チャネル導波路部分のコア幅 Ai (A1 、A2 、A3 ) 各々のパラボラ形状を指定
するパラメータ R 第1の扇型スラブ導波路15の曲率半径 D チャネル導波路アレイ14のテーパ形状の導波路の
コア開口幅 S2 チャネル導波路アレイ14の間隔 d2 チャネル導波路アレイ14の導波路のテーパ形状
部分の長さReference Signs List 1 substrate 2 input channel waveguide 3 output channel waveguide 4 channel waveguide array 5 first sector slab waveguide 6 second sector slab waveguide 11 substrate 12 input channel waveguide 13 output channel waveguide Waveguide 14 Channel waveguide array 15 First fan-shaped slab waveguide 16 Second fan-shaped slab waveguide W i (W 1 , W 2 , W 3 ) Input channel waveguide 12
Core opening width l i (l 1 , l 2 , l 3 ) of each parabolic waveguide of the input channel waveguide 12
Core width A i of length S 1 interval 2a channel waveguide portion of the input channel waveguide 12 of the parabolic portion of each waveguide (A 1, A 2, A 3) parameter specifies the respective parabolic R the first fan-shaped slab waveguide 15 radius of curvature D waveguides of the channel waveguide core opening width of the waveguide of the tapered array 14 S 2 channel spacing d 2 channel waveguide array 14 of waveguide array 14 in the tapered Part length
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−211237(JP,A) ELECTRONICS LETTE RS Vol.32,no.18,p.1661 −1662(1996) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/12 - 6/14 G02B 6/28 - 6/293 JICSTファイル(JOIS)Continuation of the front page (56) References JP-A-8-211237 (JP, A) ELECTRONICS LETTE RS Vol. 32, no. 18, p. 1661-1662 (1996) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 6/12-6/14 G02B 6/28-6/293 JICST file (JOIS)
Claims (2)
路と、チャネル導波路アレイと、出力用チャネル導波路
と、前記入力用チャネル導波路と前記チャネル導波路ア
レイとを接続する第1の扇型スラブ導波路と、前記チャ
ネル導波路アレイと前記出力用チャネル導波路とを接続
する第2の扇型スラブ導波路とを具備し、前記チャネル
導波路アレイの長さが所定の導波路長差で順次長くなる
ように構成されたアレイ導波路格子であって、 前記第1の扇型スラブ導波路との境界近傍における前記
入力用チャネル導波路の各入力導波路のコアがパラボラ
形状に広がっており、異なる前記入力用チャネル導波路に光が入力された場合
に、第2の扇型スラブ導波路と出力用チャネル導波路と
の境界において形成されるフラットな電界分布の幅が各
々異なるように、 隣合う該パラボラ形状の入力導波路の
コアの幅が各々異なって形成されたことを特徴とするフ
ラット帯域特性の周波数幅が可変なアレイ導彼路格子。An input channel waveguide disposed on a substrate, a channel waveguide array, an output channel waveguide, and a first connecting the input channel waveguide and the channel waveguide array. A fan-shaped slab waveguide, and a second fan-shaped slab waveguide connecting the channel waveguide array and the output channel waveguide, wherein the length of the channel waveguide array is a predetermined waveguide length An arrayed waveguide grating configured to be sequentially elongated by a difference , wherein a core of each input waveguide of the input channel waveguide near a boundary with the first fan-shaped slab waveguide spreads in a parabolic shape. And light is input to a different input channel waveguide.
A second fan-shaped slab waveguide and an output channel waveguide;
The width of the flat electric field distribution formed at the boundary of
S differently, adjacent said parabolic input waveguide of variable array guide his path grating frequency width of the flat band characteristic, wherein a width of the core is different from each other by formation of.
路のコアのパラボラ形状が、 【数1】 (ただし、Ai は各々のパラボラ形状を指定するパラ
メータ、aはコア幅の1/2、xはコア開口幅の方向の
位置、yはコアの軸線方向の位置) なる式で決められることを特徴とする請求項1に記載の
フラット帯域特性の周波数幅が可変なアレイ導波路格
子。2. The parabolic shape of the core of each input waveguide of the input channel waveguide is given by: (Where Ai is a parameter specifying each parabolic shape, a is は of the core width, x is the position in the direction of the core opening width, and y is the position in the axial direction of the core). 2. The arrayed waveguide grating according to claim 1, wherein the frequency width of the flat band characteristic is variable .
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