(57)【要約】コヒーレントミキサーを構成する各光導波路アームを伝播する光波に付与する位相差の波長依存性を低減する。  第１の入力光を分岐し第１及び第２の光導波路に出力する第１の光分岐素子と、第２の入力光を分岐し第３及び第４の光導波路に出力する第２の光分岐素子と、第１及び第３の光導波路を伝播する光波を合流した後、分岐して第１及び第２の出力光を出力する第１の光結合器と、第２及び第４の光導波路を伝播する光波を合流した後、分岐して第３及び第４の出力光を出力する第２の光結合器と、を有し、第１と第２の光導波路の対、並びに第３と第４の光導波路の対は、それぞれ光路長が等しく、第１の光分岐素子は当該素子の光伝播中心と重なる位置から光入力する構造を有し、第２の光分岐素子は当該素子の光伝播中心より端部側の位置から光入力する構造を有した、３ｄＢ多モード干渉計スプリッタを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の入力光を分岐して、第１及び第２の光導波路に出力する、第１の光分岐素子と、
第２の入力光を分岐して、第３及び第４の光導波路に出力する、第２の光分岐素子と、
前記第１及び第３の光導波路を伝播する光波を合流した後、分岐して第１及び第２の出力光を出力する、第１の光結合器と、
前記第２及び第４の光導波路を伝播する光波を合流した後、分岐して第３及び第４の出力光を出力する、第２の光結合器と、を有し、
前記第１と第２の光導波路同士、並びに前記第３と第４の光導波路同士は、それぞれ光路長が等しく、
前記第１の光分岐素子は、当該素子の光伝播中心と重なる位置から光入力する構造を有し、
前記第２の光分岐素子は、当該素子の光伝播中心より端部側の位置から光入力する構造を有した、３ｄＢ多モード干渉計スプリッタを含むことを特徴とした、光導波路デバイス。
【請求項２】
前記第１の光分岐素子として、Ｙ分岐構造型光分岐素子を含むことを特徴とした、請求項１に記載の光導波路デバイス。
【請求項３】
前記第１から第４の光導波路の光路長が等しいことを特徴とした、請求項１または２に記載の光導波路デバイス。
【請求項４】
前記第３の光導波路を伝播する光波に対する前記第１の光導波路を伝播する光波の位相差を変化させた場合の、前記第１の出力光の出力強度変化特性に対し、
前記第３の光導波路を伝播する光波に対する前記第１の光導波路を伝播する光波の位相差を変化させた場合の、前記第２の出力光の出力強度変化特性、
前記第４の光導波路を伝播する光波に対する前記第２の光導波路を伝播する光波の位相差を変化させた場合の、前記第３の出力光の出力強度変化特性、
前記第４の光導波路を伝播する光波に対する前記第２の光導波路を伝播する光波の位相差を変化させた場合の、前記第４の出力光の出力強度変化特性は、それぞれπ、π／２、３π／２の位相差分だけその変化特性がずれていることを特徴とする、請求項１乃至３に記載の光導波路デバイス。
【請求項５】
請求項４に記載した光導波路デバイス２つが、それぞれの光入力部並びに光出力部がいずれも順に並ぶように、同一チップ上に並列に配置された構成を有することを特徴とする光導波路デバイス。
【請求項６】
基板上に第１のクラッド層を成膜する工程と、
前記第１のクラッド層上にコア層を積層する工程と、
前記コア層をパターニングしコアを形成する工程と、
前記コアを、前記第１のクラッドと同一の屈折率を有する第２のクラッド層で覆う工程と、を有し、
前記コア層のパターニングにおいて、
第１の入力光を分岐して、第１及び第２の光導波路に出力する、第１の光分岐素子と、
第２の入力光を分岐して、第３及び第４の光導波路に出力する、第２の光分岐素子と、
前記第１及び第３の光導波路を伝播する光波を合流した後、分岐して第１及び第２の出力光を出力する、第１の光結合器と、
前記第２及び第４の光導波路を伝播する光波を合流した後、分岐して第３及び第４の出力光を出力する、第２の光結合器と、を有し、
前記第１と第２の光導波路の対、並びに前記第３と第４の光導波路の対は、それぞれ光路長が等しく、
前記第１及び第２の光分岐素子のいずれか一方には１入力２出力の対称分岐構造型光分岐素子を有し、他方は２入力２出力型の３ｄＢ多モード干渉計スプリッタを有する
構成のマスクパターンを用いることを特徴とする、光導波路デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記第１の光分岐素子として、Ｙ分岐構造型光分岐素子を用いることを特徴とした、請求項６に記載の光導波路デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記第１から第４の光導波路は、それぞれ光路長を等しくすることを特徴とした、請求項５または６に記載の光導波路デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記第３の光導波路を伝播する光波に対する前記第１の光導波路を伝播する光波の位相差を変化させた場合の、前記第１の出力光の出力強度変化特性に対し、
前記第３の光導波路を伝播する光波に対する前記第１の光導波路を伝播する光波の位相差を変化させた場合の、前記第２の出力光の出力強度変化特性、
前記第４の光導波路を伝播する光波に対する前記第２の光導波路を伝播する光波の位相差を変化させた場合の、前記第３の出力光の出力強度変化特性、
前記第４の光導波路を伝播する光波に対する前記第２の光導波路を伝播する光波の位相差を変化させた場合の、前記第４の出力光の出力強度変化特性には、それぞれπ、π／２、３π／２の位相差分だけその変化特性にずれを付与することを特徴とする、請求項６乃至８に記載の光導波路デバイスの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載した光導波路デバイスを、それぞれの光入力部並びに光出力部がいずれも順に並ぶように、同一チップ上に並列に２つ配列した構成とすることを特徴とする光導波路デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光導波路デバイスに関し、特に位相遅延機能を備えた光導波路デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、１００Ｇｂｉｔ／秒を超える超高速通信において、波長利用効率、受信特性、分散補償能力に優れる偏波直交多重多値デジタル信号変調方式（ＤＰ−ＱＰＳＫ：Ｄｕａｌ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）による通信技術が注目されている。ＤＰ−ＱＰＳＫ方式における受信器（レシーバ）には、光信号をＴＥ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）光信号とＴＭ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ）光信号とに偏波分離する機能と、これら偏波分離した光信号から位相情報を取り出すための９０度光ハイブリッド機能が必要とされる。この位相情報は、互いにπの位相差を有するＩｐとＩｎ、並びにＩｐとＩｎに対してそれぞれπ／２の位相遅延を有するＱｐとＱｎとからなる、Ｉ−Ｑ平面上の４値の位相情報である。
このようなＤＰ−ＱＰＳＫ方式のレシーバの機能を実現するデバイスには、光導波路技術を用いた平面光波回路が有力と考えられ、近年開発が進められている。光導波路技術は、半導体集積回路製造プロセスと同様の微細加工技術により、基板上に多様な形状の光導波路を形成する技術で、集積化や量産に適している。
例えば非特許文献１には、上述した偏波分離機能と９０度光ハイブリッド機能とを平面光回路内に集積した光導波路デバイスとして、図８に示す光波回路構造が記載されている。図９は、その９０度光ハイブリッド機能を担っている部分のうち、ＴＥ光信号側の平面光回路の構成を模式図として示したものである。
図９に示す光波回路は、一般にコヒーレントミキサーと呼ばれる干渉計を構成している。図９において、入力されたＴＥ光信号および局部発振光は、それぞれ光分岐素子１０、１１により分岐される。光分岐素子１０、１１としては通常最も基本的な光分岐素子であるＹ分岐構造型光分岐素子が用いられる。その理由は、Ｙ分岐構造型光分岐素子は入力光を１つの導波路から２分岐して出力する単純な対称構造であるため、基本的に光分岐比の波長依存性がなく、製造時の外乱にも比較的強いためである。光導波路アーム１２〜１５は干渉計を構成し、アーム１２〜１４は光路長が等しく、一方アーム１５の光路長は他のアームよりも光導波路内を伝播する光波波長の１／４に相当する分だけ長くすることによって、伝播する光波に９０度の位相差を付与している。すなわち、２本のアーム同士の光路長差ｄＬと、そのアームを伝播する光同士の位相差ｄφとの関係は、波長をλ、光導波路の等価屈折率をｎとすると、式（１）のように表される。
ｄφ  ＝  ２π・ｎ・ｄＬ／λ                                  （１）
式（１）より、９０度（π／２ラジアン）の位相差に相当する光路長差ｄＬは式（２）のように表される。
ｄＬ  ＝  λ／４ｎ                                            （２）
したがって上記のように光導波路アームに光路長差を設けることにより、光結合器１６、１７からは、Ｉ−Ｑ平面上の４値の位相情報がそれぞれ出力され、上述の９０度光ハイブリッド機能が実現される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
橋本俊和、他７名、「平面光波回路を用いた偏波多重光ハイブリッドモジュール」、２００９年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会エレクトロニクス講演論文集１、２００９年９月１５日、ｐ．１９４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図９のような構成では、ある波長の光に対し位相差９０度に相当する光路長差をアーム同士に設けても、信号光の波長が異なれば位相差は９０度ではなくなる。しかし実際には波長多重伝送システムではＩＴＵ−Ｔ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｕｎｉｏｎ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：国際電気通信連合）で規定する波長多重用の光波長列、すなわちＩＴＵ−Ｔグリッドに属する様々な波長が使用される。例えばＣバンドと呼ばれる波長帯域はおよそ１５３０〜１５６５ｎｍ、Ｌバンドではおよそ１５８０〜１６１０ｎｍとなり、Ｃバンド対応のコヒーレントミキサーを設計する場合には、通常は帯域中心の波長である１５５０ｎｍを基準に導波路の幾何学的な長さを調整する。すなわちこの場合の光路長差ｄＬは、光導波路の等価屈折率ｎを１．４６５として、式（２）よりｄＬ＝１．５５／（４×１．４６５）≒０．２６５μｍとなり、アーム１５はこの光路長差分だけ他のアームより長くする。しかしながらこの設計では、Ｃバンドの最短波長１５３０ｎｍの光では位相差が約９１．１７度となり、最長波長では約８９．１４度となる。つまり、Ｃバンドの帯域内においては、アーム１４および１５を伝播する光波の位相差は、波長によって、９０度に対しておよそ±１度の幅を有することになる。さらにＣ帯域とＬ帯全域で使用する場合は、位相差は波長により、９０度に対しておよそ±２．３度の幅を持つ。一般的に位相変調信号の復調に必要な位相差の許容範囲は９０度に対して±５度以内とされており、上記の波長依存性は、単独では許容範囲内に収まる量である。しかしながら他の何らかの要因で生じる位相差の変動が重なった場合には、上記の波長依存性は、許容範囲を超える危険を招く重要な要因となりうる。
本発明の目的は、上記の問題点を解決し、コヒーレントミキサーを構成する各光導波路アームを伝播する光波に付与する位相差の波長依存性を低減することができる、光導波路デバイスおよび光導波路デバイスの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の光導波路デバイスは、第１の入力光を分岐して、第１及び第２の光導波路に出力する、第１の光分岐素子と、第２の入力光を分岐して、第３及び第４の光導波路に出力する、第２の光分岐素子と、前記第１及び第３の光導波路を伝播する光波を合流した後、分岐して第１及び第２の出力光を出力する、第１の光結合器と、前記第２及び第４の光導波路を伝播する光波を合流した後、分岐して第３及び第４の出力光を出力する、第２の光結合器と、を有し、前記第１と第２の光導波路同士、並びに前記第２と第３の光導波路同士は、それぞれ光路長が等しく、前記第１の光分岐素子は、当該素子の光伝播中心を含む位置から光入力する構造を有し、前記第２の光分岐素子は、当該素子の光伝播中心より端部側の位置から光入力する構造を有した、３ｄＢ多モード干渉計スプリッタを含むことを特徴とする。
また本発明の光導波路デバイスの製造方法は、基板上に第１のクラッド層を成膜する工程と、前記第１のクラッド層上にコア層を積層する工程と、前記コア層をパターニングしコアを形成する工程と、前記コアを、前記第１のクラッドと同一の屈折率を有する第２のクラッド層で覆う工程と、を有し、前記コア層のパターニングにおいて、第１の入力光を分岐して、第１及び第２の光導波路に出力する、第１の光分岐素子と、第２の入力光を分岐して、第３及び第４の光導波路に出力する、第２の光分岐素子と、前記第１及び第３の光導波路を伝播する光波を合流した後、分岐して第１及び第２の出力光を出力する、第１の光結合器と、前記第２及び第４の光導波路を伝播する光波を合流した後、分岐して第３及び第４の出力光を出力する、第２の光結合器と、を有し、前記第１と第２の光導波路の対、並びに前記第２と第３の光導波路の対は、それぞれ光路長が等しく、前記第１及び第２の光分岐素子のいずれか一方には１入力２出力の対称分岐構造型光分岐素子を有し、他方は２入力２出力型の３ｄＢ多モード干渉計スプリッタを有する構成のマスクパターンを用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、コヒーレントミキサーを構成する各光導波路アームを伝播する光波に付与する位相差の波長依存性を低減することができる、光導波路デバイスおよび光導波路デバイスの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施の形態の光導波路デバイスの構造を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の光導波路デバイスに用いる、２入力２出力の３ｄＢ多モード干渉計スプリッタの構造を示す模式図である。
【図３】光伝播方向の中心を含む位置から光入力する１入力２出力の多モード干渉計スプリッタの構造を示す模式図である。
【図４】第１から第４の出力光についての出力特性同士の関係を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の光導波路デバイスに用いる、２入力２出力の３ｄＢ多モード干渉計スプリッタの具体的な寸法を示す構造図である。
【図６】２入力２出力多モード干渉計スプリッタと、光導波路の対に特定の光路長差を設けて位相差を生じさせる構成との、位相差の波長依存性の比較を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態の９０度光ハイブリッド干渉計の構造を示す模式図である。
【図８】一般的な９０度光ハイブリッド干渉計の構造を示す模式図である。
【図９】一般的なコヒーレントミキサーの構造を示す模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態の光導波路デバイスの構造を示す模式図である。図１の光導波路デバイスは、第１の入力光を分岐して、光導波路１、２に出力する、光分岐素子３と、第２の入力光を分岐して、光導波路４、５に出力する、光分岐素子６とを有している。また光導波路１及び４を伝播する光波を合流した後、分岐して第１及び第２の出力光を出力する、光結合器７と、光導波路２、５を伝播する光波を合流した後、分岐して第３及び第４の出力光を出力する、光結合器８と、を有している。
光導波路１、２の対、並びに光導波路４、５の対は、それぞれ光路長が等しい。光分岐素子３は、当該素子の光伝播中心と重なる位置から光入力する構造を有した光分岐素子を用い、光分岐素子６は、当該素子の光伝播中心より端部側の位置から光入力する構造を有した、３ｄＢ多モード干渉計スプリッタを光分岐素子として用いる。
なおここで光分岐素子の光伝播中心とは、光分岐素子の光入力側端面の中心と光出力側端面の中心とを通る直線であり、図１において点線で示している。また光分岐素子の光伝播中心より端部側の位置とは、図１に示すように、光導波路デバイスが構成された面上において光分岐素子の光伝播中心よりも光分岐素子の側面側に寄った位置である。
図１においては、光分岐素子３に１入力２出力の対称分岐構造型光分岐素子を用い、光分岐素子７に２入力２出力の３ｄＢ多モード干渉計スプリッタを光分岐素子として用い、光入力は一方の入力部からのみ行う例を示している。この場合、光分岐素子３で分岐された光同士は光強度、位相ともに同一であるが、光分岐素子６で分岐された光同士は、光強度は同一だが、多モード干渉計内部の干渉作用により、必然的にπ／２の位相差を生じる。図２は、２入力２出力の３ｄＢ多モード干渉計スプリッタにおいて、Ｂａｒ側の光出力に対し、Ｃｒｏｓｓ側の光出力はπ／２の位相差を生じる様子を示している。このように光分岐素子７に２入力２出力の３ｄＢ多モード干渉計スプリッタを光分岐素子として用いることにより、光導波路５を伝播する光波には、光導波路４を伝播する光波に対しπ／２の位相差が生じる。したがって図１の光導波路デバイスをコヒーレントミキサーとして用いた場合、光導波路５を伝播する光波の位相にπ／２の遅延を与えるのに、光路長差を設ける必要がなくなる。多モード干渉計内部の干渉作用により生じるπ／２の位相差にはほとんど波長依存性がないため、この構成によれば、光導波路の対に光路長差を設けて位相差を生じさせる構成と異なり、波長によって位相差が変動する問題を効果的に解消することができる。
なお、光分岐素子３および光分岐素子７は、上述のようにそれぞれ構造が異なるため、図１におけるそれぞれの光分岐素子からの分岐光の出口の位置の間隔ｄおよびＤは同一にはならない。さらに光分岐素子７として用いる多モード干渉計スプリッタは、例えばＹ分岐構造型光分岐素子と異なり、入力側だけでなく出力側にもテーパ導波路を有する構造を持つ。したがって、例えば光導波路１、２、４、５をそれぞれ同じ曲率の光導波路部分を同数組み合せることにより構成した場合、光導波路１、２、４、５の光路長をすべて等しくするためには、短い光導波路の方に直線導波路部分を挿入する等の調整が必要になる。
しかしながら図１の構成では、光導波路１、２同士、並びに光導波路４、５同士の光路長をそれぞれ等しくするだけでよい。このため、上述のような調整を行う必要がなくなり、設計および製造の手間が大幅に削減される。
以上のようにこの実施の形態の光導波路デバイスの構成を適用することにより、コヒーレントミキサーを構成する各光導波路アームを伝播する光波に付与する位相差の波長依存性を低減することができる。
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、図１における光分岐素子３としてＹ分岐構造型光分岐素子を用いている。光分岐素子３としては、例えば図３に示すような、光伝播方向の中心を含む位置から光入力する入力部を１つ有する１入力２出力の多モード干渉計スプリッタを用いても、位相差を生じさせずに均等に光分岐させることができる。しかしＹ分岐構造型光分岐素子は比較的構造が単純で、基本的に光分岐比の波長依存性がなく、製造時の外乱にも比較的強いという特徴がある。
また光結合器７、８としては、例えばそれぞれ同一の特性のマッハツェンダー干渉計を用いることができる。
なお、光導波路１、２の対、並びに光導波路４、５の対はそれぞれ同じ光路長とし、光分岐素子６としては、２入力２出力の３ｄＢ多モード干渉計スプリッタを用いる。これによりＣｒｏｓｓ側から出力され光導波路５を伝播する光波には、Ｂａｒ側から出力され光導波路４を伝播する光波に対し、π／２の位相差を生じる。
この構成においては、光導波路４を伝播する光波に対する光導波路１を伝播する光波の位相差を変化させた場合の、第１の出力光の出力強度変化特性に対する第２の出力光の出力強度変化特性は、πの位相差分だけその変化特性がずれる。また光導波路５を伝播する光波に対する光導波路２を伝播する光波の位相差を変化させた場合の、上記の第１の出力光の出力強度変化特性に対する第３の出力光の出力強度変化特性は、π／２の位相差分だけその変化特性がずれる。また光導波路５を伝播する光波に対する光導波路２を伝播する光波の位相差を変化させた場合の、上記の第１の出力光の出力強度変化特性に対する第４の出力光の出力強度変化特性は、３π／２の位相差分だけその変化特性がずれる。以上のような、第１から第４の出力光についての出力特性同士の関係を図４に示す。図４において、横軸は光結合器７または８に入力する第１と第２の入力光との位相差、縦軸は第１から第４の出力光の出力強度を示す。
このような出力特性の関係にある第１から第４の出力光の配置は、ＯＩＦ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ  Ｆｏｒｕｍ）で取り決められている、コヒーレントレシーバーの出力信号を出力するポートの配列順の仕様に一致するものである。
以上の構成の光導波路デバイスは、半導体集積回路製造プロセスに用いられる微細化光技術を適用し、一括して製造することができる。
例えばシリコン基板上に下部クラッド層となる低屈折率のシリコン酸化膜を化学気相成長法で１０μｍの厚さで成膜した後、コア層となる高屈折率のシリコン酸化膜を４μｍの厚さで積層する。その後このコア層を、上述した、光分岐素子、光結合器、光導波路などを構成する所定の形状のコアパターンを有するフォトマスクを用いて、フォトリソグラフィー法により一括してパターニングする。さらに上部クラッド層となる低屈折率のシリコン酸化膜を１０μｍの厚さで積層し、上述の導波路コア上を覆うことにより、所定の光導波路を構成することができる。なおシリコン酸化膜の屈折率はリンやホウ素のドープ量により任意に調整することができる。ここでは上部、下部クラッド層とコア層との比屈折率差Δｎは、例えば１．３％となるように調整する。
図５は光分岐素子６として用いる、２入力２出力の３ｄＢ多モード干渉計スプリッタ部分の構造の例である。また図６は、図５の多モード干渉計スプリッタにおける出力光間位相差のシミュレーション計算結果と、光導波路の対に特定の光路長差を設けて位相差を生じさせる構成とした場合の、位相差の波長依存性とを比較して示したものである。図６に示すように、光導波路の対に特定の光路長差を設けて位相差を生じさせる構成では、伝播光同士の位相差は波長依存性が大きく、使用する波長帯域の上限と下限で大きな差が生じる。これに対して２入力２出力の３ｄＢ多モード干渉計スプリッタの出力光同士の位相差は使用する波長帯域全体にわたって波長依存性が非常に小さい。
なお上記の構成では、光分岐素子３としてＹ分岐構造型光分岐素子を用いている。しかし、位相誤差を極力抑えたい等の理由で光導波路１、２、４、５の光路長をすべて等しくしようとする場合には、光分岐素子３として図３に示す多モード干渉計スプリッタを用いれば、光路長調整のための設計が容易になる。
また光分岐素子６としては、図２に示した２入力２出力３ｄＢ多モード干渉計スプリッタにおける、光入力しない側の光入力部を削除した形状であって、光伝播中心より端部側にずれた位置から光入力する１入力２出力構造のものを用いることもできる。
この実施の形態の光導波路デバイスによりコヒーレントミキサーを構成すれば、Ｉ−Ｑ平面上の４値の位相情報の出力ポートの配置を、ＯＩＦで取り決められている、コヒーレントレシーバーの出力信号を出力するポートの配列順の仕様に一致させることができる。
またこの光導波路デバイスは、特定の導波路を光路差長分長くする必要がないので、設計、製造が容易になる。さらに干渉計のサイズを縮小できるため、干渉計を構成する導波路の製造ばらつきによる位相誤差の影響を小さくすることができる。
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態について説明する。図７は、第２の実施の形態のコヒーレントミキサーを２つ並列に配置することによって構成した、９０度光ハイブリッド干渉計の光導波路構造を示す模式図である。
ただし図７において下側のコヒーレントミキサーは、上側のコヒーレントミキサーに対し、信号光と局部発振光の入力ポートの位置関係が反転している。したがって下側のコヒーレントミキサーは、入力光分岐素子の位置を入れ替えて、光分岐素子３ｂとしてＹ分岐構造型光分岐素子を用い、光分岐素子６ｂとして２入力２出力の３ｄＢ多モード干渉計スプリッタを用いている。また光分岐素子６ｂへの、入力光の入力側も入れ替えている。このように下側のコヒーレントミキサーを構成することにより、上述した第１から第４の出力光の位相差の配置関係を上側のコヒーレントミキサーと同じにすることができる。
図７のように９０度光ハイブリッド干渉計を構成することにより、偏波分離されたＴｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ（ＴＥ）光信号、及びＴｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ（ＴＥ）光信号を入力し、Ｉ−Ｑ平面上の４値の位相情報Ｉｐ、Ｉｎ、Ｑｐ、Ｑｎが得られる。
以上の構成により、図７に示したとおり、信号光、局部発振光を入力する４つのポートおよび出力信号を出力する８つのポートの配列順は、ＯＩＦが取り決めた、ＤＰ−ＱＰＳＫ方式の受信器の仕様に従ったものとなる。また、局部発振光を入力する部分は２つの入力ポートが隣接しているため、他の光導波路アームと交差することなく同一光源の局部発振光を双方のポートに分岐して入力する、シンプルな光導波路レイアウトを用いることができる。
以上のとおり、この実施の形態では、各コヒーレントミキサーを構成する各光導波路アームを伝播する光波に付与する位相差の波長依存性を低減することができ、製造歩留まりの高い９０度光ハイブリッド干渉計を得ることができる。さらにまた、光導波路アームの交差部分を削減した光回路構成により、ＯＩＦ標準の入出力ポート配置を実現した９０度光ハイブリッド干渉計を得ることができる。
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２０１０年１２月２１日に出願された日本出願特願２０１０−２８４２８１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０００９】
１    光導波路
２    光導波路
３    光分岐素子
４    光導波路
５    光導波路
６    光分岐素子
７    光結合器
８    光結合器
１０    光分岐素子
１１    光分岐素子
１２    光導波路アーム
１３    光導波路アーム
１４    光導波路アーム
１５    光導波路アーム
１６    光結合器
１７    光結合器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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