(57)【要約】      （修正有）【課題】追加素子を備えなくても、モードホップを抑制することができる光フィルタ、それを用いたレーザ光源および光送受信装置を提供する。【解決手段】光フィルタは、第１リング共振器と第２リング共振器にて所定の自由スペクトル間隔のスペクトルを生成し、ダブルリングの透過スペクトルの最も高い１番目のピークとその次に高い２番目のピークが隣り合わず離れるようにする。【選択図】図８
2020071448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光フィルタであって、
異なる周囲長を有する第１リング共振器（１３）および第２リング共振器（１５）と、
前記第１リング共振器に光結合され、該第１リング共振器に対して光を伝搬する導波路（１２）と、を含み、
前記導波路に入射された光が前記第１リング共振器を通じて前記第２リング共振器に伝搬され、
前記第１リング共振器の透過スペクトルの自由スペクトル間隔と前記第２リング共振器の透過スペクトルの自由スペクトル間隔とがずらされ、前記第１リング共振器と前記第２リング共振器それぞれの前記透過スペクトルの合成スペクトルとなるダブルリングの透過スペクトルが任意の波長において最も高い１番目のピークとなるように、前記第１リング共振器と前記第２リング共振器それぞれの前記透過スペクトルの自由スペクトル間隔が設定されており、
前記ダブルリングの透過スペクトルは、前記１番目のピークと該１番目のピークの次に高い２番目のピークとの間に、前記２番目のピークよりも低いピークが配置されている光フィルタ。
【請求項２】
前記ダブルリングの透過スペクトルは、前記２番目のピークの次に高い３番目のピークを有し、
前記１番目のピークと前記２番目のピークとの間に前記３番目のピークが位置している請求項１に記載の光フィルタ。
【請求項３】
前記ダブルリングの透過スペクトルは、複数の波長において前記１番目のピークを有し、
前記第１リング共振器と前記第２リング共振器それぞれの透過スペクトルは、前記複数の波長における前記１番目のピークの間において順番に並びつつ、該順番が入れ替わる順番逆転部を有している請求項１または２に記載の光フィルタ。
【請求項４】
前記ダブルリングの透過スペクトルは、複数の波長において前記１番目のピークを有し、
前記複数の波長における前記１番目のピークにおいて前記第１リング共振器と前記第２リング共振器それぞれの透過スペクトルの山と山が重なり、前記複数の波長における前記１番目のピークの間に前記２番目のピークが位置し、該２番目のピークにおいて前記第１リング共振器と前記第２リング共振器それぞれの透過スペクトルの谷と谷が重なる請求項１ないし３のいずれか１つに記載の光フィルタ。
【請求項５】
前記第１リング共振器に対して光を伝搬する前記導波路を第１導波路として、
前記第１リング共振器に光結合されると共に前記第２リング共振器に光結合され、該第１リング共振器から光が伝搬されると共に該光を前記第２リング共振器に伝搬する第２導波路（１４）を含んでいる請求項１ないし４のいずれか１つに記載の光フィルタ。
【請求項６】
前記第１リング共振器と前記第２リング共振器とが直接光結合されており、前記第１リング共振器から前記第２リング共振器に直接光が伝搬される請求項１ないし４のいずれか１つに記載の光フィルタ。
【請求項７】
前記第１リング共振器に対して光を伝搬する前記導波路を第１導波路として、
前記第１リング共振器に光結合されると共に前記第２リング共振器に光結合され、該第１リング共振器から光が伝搬されると共に該光を前記第２リング共振器に伝搬する第２導波路（１４）と、
前記第２リング共振器に光結合されると共に、前記第１導波路に接続され、前記第１導波路と共にＹ分岐導波路を構成する第３導波路（１６）と、を有している請求項１ないし４のいずれか１つに記載の光フィルタ。
【請求項８】
請求項５に記載の光フィルタ（１）と、
前記光フィルタに接続され、前記第１導波路に対して光を入力する半導体光増幅器（２）と、を有し、
前記半導体光増幅器のうち前記光フィルタと接続される一面（２ａ）と反対側となる他面（２ｂ）には、前記第１導波路から該半導体光増幅器に伝搬される光を反射する第１反射部（２１）が備えられ、
前記光フィルタは、
前記第２リング共振器に光結合されると共に前記第２リング共振器から光が伝搬される第３導波路（１６）と、
前記第３導波路に伝搬される光を反射して前記第３導波路に伝搬する第２反射部（１８、４０）と、を含み、
前記第１導波路に入力された光が前記第１リング共振器、前記第２導波路、前記第２リング共振器および前記第３導波路の順に伝搬されて前記第２反射部で反射され、前記第３導波路、前記第２リング共振器、前記第２導波路、前記第１リング共振器および前記第１導波路の順に伝搬されて前記第１反射部で反射されるファブリペロー共振器が構成されており、
前記ダブルリングの透過スペクトルの前記１番目のピークとなる波長において発振し、前記第１反射部と前記第２反射部のいずれか一方から光が出射させられるレーザ光源。
【請求項９】
前記第１リング共振器の周囲長および前記第１リング共振器と前記第１導波路との結合効率の組み合わせと、前記第２リング共振器の周囲長および前記第２リング共振器と前記第２導波路との結合効率との組み合わせについて、前記周囲長の長い方の組み合わせでは短い方の組み合わせと比べて前記結合効率が小さくされている請求項８に記載のレーザ光源。
【請求項１０】
請求項６に記載の光フィルタ（１）と、
前記光フィルタに接続され、前記第１リング共振器に対して光を伝搬する前記導波路を１つの導波路として、前記１つの導波路に対して光を入力する半導体光増幅器（２）と、を有し、
前記半導体光増幅器のうち前記光フィルタと接続される一面（２ａ）と反対側となる他面（２ｂ）には、前記１つの導波路から該半導体光増幅器に伝搬される光を反射する第１反射部（２１）が備えられ、
前記光フィルタは、
前記第２リング共振器に光結合されると共に前記第２リング共振器から光が伝搬されるもう１つの導波路（１６）と、
前記もう１つの導波路に伝搬される光を反射して前記もう１つの導波路に伝搬する第２反射部（１８、４０）と、を含み、
前記１つの導波路に入力された光が前記第１リング共振器、前記第２リング共振器および前記もう１つの導波路の順に伝搬されて前記第２反射部で反射され、前記もう１つの導波路、前記第２リング共振器、前記第１リング共振器および前記１つの導波路の順に伝搬されて前記第１反射部で反射されるファブリペロー共振器が構成されており、
前記ダブルリングの透過スペクトルの前記１番目のピークとなる波長において発振し、前記第１反射部と前記第２反射部のいずれか一方から光が出射させられるレーザ光源。
【請求項１１】
請求項７に記載の光フィルタ（１）と、
前記光フィルタに接続され、前記第１導波路に対して光を入力する半導体光増幅器（２）と、を有し、
前記半導体光増幅器のうち前記光フィルタと接続される一面（２ａ）と反対側となる他面（２ｂ）には、前記第１導波路から該半導体光増幅器に伝搬される光を反射する反射部（２１）が備えられ、
前記第１導波路に入力された光が前記第１リング共振器、前記第２導波路、前記第２リング共振器および前記第３導波路の順に伝搬されて前記反射部で反射される光経路と、前記第１導波路に入力された光が前記第３導波路から前記第２リング共振器、前記第２導波路、前記第１リング共振器および前記第１導波路の順に伝搬されて前記反射部で反射される光経路とに分岐する光経路を形成するファブリペロー共振器が構成されており、
前記ダブルリングの透過スペクトルの前記１番目のピークとなる波長において発振し、前記反射部から光が出射させられるレーザ光源。
【請求項１２】
請求項５に記載の光フィルタ（１）と、
前記光フィルタに接続され、前記第１導波路に対して光を入力する半導体光増幅器（２）と、を有し、
前記半導体光増幅器のうち前記光フィルタと接続される一面（２ａ）と反対側となる他面（２ｂ）には、前記第１導波路から該半導体光増幅器に伝搬される光を反射する第１反射部（２１）が備えられ、
前記光フィルタは、
前記第２リング共振器に光結合されると共に前記第２リング共振器から光が伝搬される第３導波路（１６）と、
前記第３導波路に伝搬される光を反射して前記第３導波路に伝搬する第２反射部（１８）と、を含み、
前記第１導波路に入力された光が前記第１リング共振器、前記第２導波路、前記第２リング共振器および前記第３導波路の順に伝搬されて前記第２反射部で反射され、前記第３導波路、前記第２リング共振器、前記第２導波路、前記第１リング共振器および前記第１導波路の順に伝搬されて前記第１反射部で反射されるファブリペロー共振器が構成されており、
さらに、前記第１導波路と前記第２導波路および前記第３導波路のうちのいずれかに光結合された出射導波路（１９）を有し、
前記ダブルリングの透過スペクトルの前記１番目のピークとなる波長において発振し、前記出射導波路を通じて光が出射させられるレーザ光源。
【請求項１３】
請求項６に記載の光フィルタ（１）と、
前記光フィルタに接続され、前記第１リング共振器に対して光を伝搬する前記導波路を１つの導波路として、前記１つの導波路に対して光を入力する半導体光増幅器（２）と、を有し、
前記半導体光増幅器のうち前記光フィルタと接続される一面（２ａ）と反対側となる他面（２ｂ）には、前記１つの導波路から該半導体光増幅器に伝搬される光を反射する第１反射部（２１）が備えられ、
前記光フィルタは、
前記第２リング共振器に光結合されると共に前記第２リング共振器から光が伝搬されるもう１つの導波路（１６）と、
前記もう１つの導波路に伝搬される光を反射して前記もう１つの導波路に伝搬する第２反射部（１８）と、を含み、
前記１つの導波路に入力された光が前記第１リング共振器、前記第２リング共振器および前記もう１つの導波路の順に伝搬されて前記第２反射部で反射され、前記もう１つの導波路、前記第２リング共振器、前記第１リング共振器および前記１つの導波路の順に伝搬されて前記第１反射部で反射されるファブリペロー共振器が構成されており、
さらに、前記１つの導波路と前記もう１つの導波路のうちのいずれかに光結合された出射導波路（１９）を有し、
前記ダブルリングの透過スペクトルの前記１番目のピークとなる波長において発振し、前記出射導波路を通じて光が出射させられるレーザ光源。
【請求項１４】
請求項７に記載の光フィルタ（１）と、
前記光フィルタに接続され、前記第１導波路に対して光を入力する半導体光増幅器（２）と、を有し、
前記半導体光増幅器のうち前記光フィルタと接続される一面（２ａ）と反対側となる他面（２ｂ）には、前記第１導波路から該半導体光増幅器に伝搬される光を反射する反射部（２１）が備えられ、
前記第１導波路に入力された光が前記第１リング共振器、前記第２導波路、前記第２リング共振器および前記第３導波路の順に伝搬されて前記反射部で反射される光経路と、前記第１導波路に入力された光が前記第３導波路から前記第２リング共振器、前記第２導波路、前記第１リング共振器および前記第１導波路の順に伝搬されて前記反射部で反射される光経路とに分岐する光経路を形成するファブリペロー共振器が構成されており、
さらに、前記第１導波路と前記第２導波路および前記第３導波路のうちのいずれかに光結合された出射導波路（１９）を有し、
前記ダブルリングの透過スペクトルの前記１番目のピークとなる波長において発振し、前記出射導波路を通じて光が出射させられるレーザ光源。
【請求項１５】
請求項９ないし１４のいずれか１つに記載のレーザ光源を有し、
該レーザ光源を光源とする光送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リング共振器を用いた波長可変の光フィルタ、それを用いたレーザ光源および光送受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体基板に形成された２つのリング共振器を備えた波長可変の光フィルタやそれを有するレーザ光源として、様々なものがある。例えば、光フィルタを有するレーザ光源は、半導体光増幅器（以下、ＳＯＡという）からの出射光が導波路を通じて伝えられると、２つのリング共振器に入力されたのち、終端のループミラーで反射されてＳＯＡに戻されるという構成とされる。そして、各リング共振器の寸法を僅かに異ならせることで、出射光が入力されたときに得られる各リング共振器の透過スペクトルの自由スペクトル間隔 (以下、ＦＳＲという)が僅かに異なった間隔となるようにしている。これにより、２つのリング共振器での透過スペクトルのピークの波長が重なったときに強い共振が生じるようにできる。すなわち、ＳＯＡの出射光を２つのリング共振器を通してループミラーで反射させてＳＯＡに戻すことで、バーニア効果を利用してＳＯＡの端面反射鏡とループミラーとの間において強い共振状態を作り出している。これにより、２つのリング共振器の透過スペクトルの合成スペクトルとなるダブルリングの透過スペクトルが強い共振が生じる波長において最もピークが高くなり、この波長においてレーザ発振した強い光をＳＯＡの端面反射鏡から出力させることが可能となる。以下、ＳＯＡからの導波路側への出射光を内出射光、ＳＯＡから外部に出力する光を外出射光という。
【０００３】
このような光フィルタを有するレーザ光源においては、２つのリング共振器の間に温度差の変化が起こるとモードホップが起こるという課題がある。モードホップとは、２つのリング共振器の温度差の変化に基づいて、２つのリング共振器によって選択される縦モードの波長が本来の波長からずれるために発生する現象である。
【０００４】
波長可変性を良くするために、ＦＳＲが近い２つのリング共振器を用いているために２つリング共振器が選択している縦モードが変化するモードホップが生じる。また、ダブルリングの透過スペクトルは、強い共振が生じる波長において最もピークが高くなるが、それに隣接する両隣の波長の透過スペクトルも２番目に高いピークを有したものとなり、２つのリング共振器に温度差の変化が生じたときにモードホップが起き易くなる。さらに、ＳＯＡを備えたレーザ光源においては、２つのリング共振器の温度差の変化によって２番目に高いピークが上昇した場合、その２番目に高いピークで発振し易くなり、外出射光の波長がずれてしまう。
【０００５】
ＳＯＡ等が熱源となって各リング共振器に熱が伝わるが、伝わり方にずれがあるために、各リング共振器の温度差に変化が発生する。各リング共振器には、ヒータが備えられていることから、ヒータによる温度調整も可能であるが、モードホップを抑制することは困難である。また、２番目に高いピークで発振したとしても１番目に高いピークと波長が近く、その状態を制御部などで検出できない。
【０００６】
このため、特許文献１に、制御用リングを備えた構成とすることでモードホップを抑制する技術が開示されている。具体的には、特許文献１の技術では、２つのリング共振器とは別に制御用リングを備えた構成とされている。そして、各リング共振器や制御用リングを経た内出射光の光量を制御用の受光素子で検出し、その検出結果に基づいてヒータを調整して制御用リングの内出射光の共振波長を制御することで、モードホップを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００９／０９６４３１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のように、制御用リングを備えることでモードホップを抑制する場合、２つのリング共振器以外に制御用リングが必要になる。このため、追加素子が必要になるし、光フィルタが形成される半導体基板が大型化する等の課題が発生する。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みて、追加素子を備えなくても、モードホップを抑制することができる光フィルタ、それを用いたレーザ光源および光送受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の光フィルタは、異なる周囲長を有する第１リング共振器（１３）および第２リング共振器（１５）と、第１リング共振器に光結合され、該第１リング共振器に対して光を伝搬する第１導波路（１２）と、を含み、導波路に入射された光が第１リング共振器を通じて第２リング共振器に伝搬され、第１リング共振器の透過スペクトルのＦＳＲと第２リング共振器の透過スペクトルのＦＳＲとがずらされ、第１リング共振器と第２リング共振器それぞれの透過スペクトルの合成スペクトルとなるダブルリングの透過スペクトルが任意の波長において最も高い１番目のピークとなるように、第１リング共振器と第２リング共振器それぞれの透過スペクトルのＦＳＲの幅が設定されており、ダブルリングの透過スペクトルは、１番目のピークと該１番目のピークの次に高い２番目のピークとの間に、２番目のピークよりも低いピークが配置されている。
【００１１】
このように、１番目のピークとその次に高い２番目のピークの波長が離れるようにしている。このため、仮に、２番目のピークが上昇して、最も高い１番目のピークに入れ替わったとしても、本来１番目のピークになる波長から離れているため、それを比較的容易に検出できる。これにより追加素子を必要としなくても、モードホップを抑制することができる。
【００１２】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態にかかるレーザ光源の概略構成を示す図である。
【図２Ａ】第１導波路、第１リング共振器および第２導波路の各部の寸法などの説明図である。
【図２Ｂ】第１リング共振器の一部を示した断面図である。
【図３】従来のレーザ光源の各リング共振器が生成する透過スペクトルの波形図である。
【図４】図３に示す各リング共振器が生成する透過スペクトルの合成スペクトルに相当するダブルリングの透過スペクトルの波形図である。
【図５】温度変化が生じたときの波長と透過率の変化を示した波形図である。
【図６】従来のレーザ光源におけるダブルリングの透過スペクトルとＳＯＡの利得との関係を示した波形図である。
【図７】第１実施形態にかかるレーザ光源の各リング共振器が生成する透過スペクトルの波形図である。
【図８】図７に示す各リング共振器が生成する透過スペクトルの合成スペクトルに相当するダブルリングの透過スペクトルとＳＯＡの利得との関係を示した波形図である。
【図９】実施例１にかかる光フィルタの概略構成図である。
【図１０Ａ】実施例１にかかる光フィルタの各パラメータの値を示した図表である。
【図１０Ｂ】状態ａ１〜ａ３それぞれの場合のピーク位置を説明した図表である。
【図１１】状態ａ１〜ａ３それぞれの場合のダブルリングの透過スペクトル波形図である。
【図１２Ａ】比較例１にかかる光フィルタの各パラメータの値を示した図表である。
【図１２Ｂ】状態ｂ１〜ｂ３それぞれの場合のピーク位置を説明した図表である。
【図１３】状態ｂ１〜ｂ３それぞれの場合のダブルリングの透過スペクトル波形図である。
【図１４Ａ】実施例２にかかるレーザ光源の各パラメータの値を示した図表である。
【図１４Ｂ】状態ｃ１〜ｃ３それぞれの場合のピーク位置を説明した図表である。
【図１５】状態ｃ１〜ｃ３それぞれの場合のダブルリングの透過スペクトル波形図である。
【図１６Ａ】実施例３にかかるレーザ光源の各パラメータの値を示した図表である。
【図１６Ｂ】状態ｄ１〜ｄ３それぞれの場合のピーク位置を説明した図表である。
【図１７】状態ｄ１〜ｄ３それぞれの場合のダブルリングの透過スペクトル波形図である。
【図１８Ａ】比較例２にかかるレーザ光源の各パラメータの値を示した図表である。
【図１８Ｂ】状態ｅ１〜ｅ３それぞれの場合のピーク位置を説明した図表である。
【図１９】状態ｅ１〜ｅ３それぞれの場合のダブルリングの透過スペクトル波形図である。
【図２０】第２実施形態にかかるレーザ光源の概略構成を示す図である。
【図２１】第２実施形態の変形例にかかるレーザ光源の概略構成を示す図である。
【図２２】第３実施形態にかかるレーザ光源の概略構成を示す図である。
【図２３】第４実施形態にかかるレーザ光源の概略構成を示す図である。
【図２４】第５実施形態にかかるレーザ光源の概略構成を示す図である。
【図２５】第５実施形態の変形例にかかるレーザ光源の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１５】
（第１実施形態）
第１実施形態ついて、図１〜図８を参照して説明する。本実施形態では、光フィルタを用いたレーザ光源について説明する。
【００１６】
図１に示すように、レーザ光源は、光フィルタ１とＳＯＡ２とを有して構成されている。このレーザ光源は、ＳＯＡ２から内出射光を光フィルタ１に出射し、光フィルタ１およびＳＯＡ２において共振状態とした強い光として取り出し、ＳＯＡ２から外出射光として外部に出力するものである。
【００１７】
光フィルタ１は、例えば半導体基板１０を用いて半導体プロセスを施すことによって形成されている。具体的には、光フィルタ１を構成する半導体基板１０には、ＳＳＣ１１、第１導波路１２、第１リング共振器１３、第２導波路１４、第２リング共振器１５、第３導波路１６、変調器１７、ループミラー１８などが備えられている。
【００１８】
ＳＳＣ１１は、光スポットサイズ変換器である。ＳＳＣ１１は、ＳＯＡ２と第１導波路１２や第２導波路１４とのモード径を合わせるためのものであり、一端が、半導体基板１０の端面１０ａから露出させられており、他端が第１導波路１２に接続されている。例えば、ＳＳＣ１１は、テーパ状に形成され、第１導波路１２からＳＯＡ２に向けて徐々にモード径が拡径されている。また、ＳＳＣ１１のうちの第１導波路１２側となる他端側は、反射を防止するため、第１導波路１２の長手方向に対して所定角度だけ傾けられている。
【００１９】
第１導波路１２、第２導波路１４および第３導波路１６は、ＳＳＣ１１から伝えられたＳＯＡ２の内出射光を伝搬する役割を果たすものであり、一方向を長手方向としたライン状で構成され、互いに平行に並べられている。第１導波路１２は、内出射光を第１リング共振器１３に伝搬したり、第１リング共振器１３から戻ってくる内出射光をＳＯＡ２側に伝搬したりする。第２導波路１４は、第１リング共振器１３から伝搬された内出射光を第２リング共振器１５に伝搬したり、第２リング共振器１５から戻ってくる内出射光を第１リング共振器１３側に伝搬したりする。第３導波路１６は、第２リング共振器１５から伝搬された内出射光がループミラー１８を介して戻されるため、これを再び第２リング共振器１５に伝搬する。
【００２０】
なお、第１導波路１２のうちのＳＳＣ１１と反対側の端部、第２導波路１４の両端部、および、第３導波路１６のうちのループミラー１８と反対側の端部には、それぞれ、ターミネータ１２ａ、１４ａ、１４ｂ、１６ａが備えられている。これらターミネータ１２ａ、１４ａ、１４ｂ、１６ａにより、各導波路から伝搬されてきた不要な光が各導波路の外部に放出させられる。各ターミネータ１２ａ、１４ａ、１４ｂ、１６ａは、不要な光が反射して再び導波路に伝搬されることが抑制されるように、各導波路の長手方向に対して所定の角度傾斜した方向に延設され、先細り形状とされている。また、第１導波路１２のうちのＳＳＣ１１と接続される側の端部も、第１導波路１２の長手方向に対して所定の角度傾斜した方向に延設されている。そして、この端部は、先細り形状の導波路１２ｂを含むＳＳＣ１１に接続されることで、反射が抑制されて効率よく光がＳＳＣ１１側に伝搬される構造とされている。
【００２１】
第１リング共振器１３と第２リング共振器１５は、内出射光が入力されることにより、それぞれが所定のＦＳＲを有する透過スペクトルを生成する共振器である。第１リング共振器１３と第２リング共振器１５は、互いに異なる周囲長で構成されており、それぞれで異なるＦＳＲを有する透過スペクトルを生成する。第１リング共振器１３と第２リング共振器１５それぞれの周囲長については任意に設定されるが、概ね、短い方の周囲長に対して長い方の周囲長が１．１〜１．５倍の範囲で設定される。
【００２２】
これら第１リング共振器１３と第２リング共振器１５それぞれで生成された透過スペクトルが重なった波長が、これらの合成スペクトルとなるダブルリングの透過スペクトルが最も高い１番目のピークとなる。この１番目のピークによって、反射鏡２１とループミラー１８の間で形成されるファブリペロー共振器の縦モードが選択され、レーザ発振が起こり強い光となるため、この強い光が外出射光としてＳＯＡ２から外へ出力されるようになっている。
【００２３】
第１リング共振器１３は、第１導波路１２および第２導波路１４の間に配置され、これらから所定距離離れた位置に配置されているが、これらに対して光結合されている。このため、第１導波路１２から内出射光が伝搬されてくると、第１リング共振器１３にその内出射光が伝搬され、第１リング共振器１３内に伝搬された光が第２導波路１４に伝搬される。
【００２４】
また、第２リング共振器１５は、第２導波路１４および第３導波路１６の間に配置され、これらから所定距離離れた位置に配置されているが、これらに対して光結合されている。このため、第２導波路１４から内出射光が伝搬されてくると、第２リング共振器１５にその内出射光が伝搬され、第２リング共振器１５内に伝搬された光が第３導波路１６に伝搬される。
【００２５】
なお、第１リング共振器１３や第２リング共振器１５には、それぞれ、後述する図２Ｂに示されるようなヒータ３５が備えられている。このヒータ３５によって加熱されることで、意図的に、透過スペクトルのＦＳＲを変化させられるようになっている。
【００２６】
図２Ａおよび図２Ｂを用いて、第１導波路１２、第２導波路１４、第１リング共振器１３の各部の詳細について説明する。なお、ここでは第１リング共振器１３とその両側に配置される第１導波路１２および第２導波路１４について、各部の寸法などの一例を説明するが、第２リング共振器１５およびその両側に配置される第２導波路１４および第３導波路１６についても一部を除いて同様である。
【００２７】
図２Ａに示されるように、第１導波路１２、第２導波路１４は、共に幅Ｗｔが同じに設定されている。ここでは、幅Ｗｔを０．４０μｍとしてある。また、第１リング共振器１３は、長方形状の四隅を四分円としたもので構成され、幅Ｗｒも幅Ｗｔと同じとして０．４０μｍとしてある。第１リング共振器１３のうち第１導波路１２、第２導波路１４と対向する直線部分は、主に第１導波路１２、第２導波路１４と光結合される部分であり、対向している部分の長さが結合長Ｌｃとされている。第１リング共振器１３のうち第１導波路１２、第２導波路１４と対向する直線部分に対して垂直な部分は、長さＬｄとされている。そして、四分円の曲率半径Ｒは、例えば２０μｍとされている。第１リング共振器１３の周囲長Ｌｒｉｎｇは、２×Ｌｃ＋２×Ｌｄ＋２πＲとなり、結合長Ｌｃや長さＬｄを調整することにより設定されている。
【００２８】
結合長Ｌｃについては、第１導波路１２および第２導波路１４との結合効率κを考慮して設定される。すなわち、結合効率κについては、結合長Ｌｃと第１リング共振器１３と第１導波路１２または第２導波路１４との間隔である導波路間ギャップＷＧＡＰ、各導波路の幅Ｗｒ、Ｗｔによって設計することができる。第１リング共振器１３と第１導波路１２との結合と、第１リング共振器１３と第２導波路１４との結合とで、別々の結合効率κとすることもできるが、同じにすることもできる。ここでは、第１導波路１２と第２導波路１４の幅Ｗｔを等しくし、導波路間ギャップＷＧＡＰも０．２８μｍと等しくしているが、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５それぞれについて結合長Ｌｃを異ならせることで異なる結合効率κとなるようにしている。なお、この理由については後述する。
【００２９】
また、図２Ｂに示すように、第１リング共振器１３は、支持基板３１、アンダークラッド層３２、コア層３３、オーバークラッド層３４、ヒータ３５を積層することで構成されている。
【００３０】
支持基板３１は、シリコン基板などによって構成されており、例えば７２５μｍの厚みとされている。アンダークラッド層３２は、シリコン酸化膜などの絶縁膜によって構成され、支持基板３１の上に例えば２μｍの厚みで成膜されている。コア層３３は、第１リング共振器１３の導波路を構成する部分であり、シリコンなどによって構成されていて、上面形状が第１リング共振器１３の形状となるようにパターニングされている。コア層３３の幅が第１リング共振器１３の幅Ｗｒに相当するものであり、例えば０．４０μｍとされ、厚みが例えば０．２２μｍとされている。オーバークラッド層３４は、シリコン酸化膜などの絶縁膜によって構成され、コア層３３を覆うように例えば３μｍの厚みで形成されている。ヒータ３５は、オーバークラッド層３４上において、コア層３３と対応する位置に形成されており、０．１２μｍの厚みで形成されている。ヒータ３５は、例えばＴａ、ＴｉＮ、ＴａＮなどのように、通電によってコア層３３を加熱できる発熱材料で構成されている。
【００３１】
なお、ここでは第１リング共振器１３の断面構造として説明したが、第２リング共振器１５も同様の構造とされている。また、第１〜第３導波路１２、１４、１６も、基本的には図２Ｂの断面構成とされ、ここからヒータ３５を無くした構成とされている。また、支持基板３１、アンダークラッド層３２およびコア層３３として、ＳＯＩ（Silicon On Insulatorの略)基板が用い、ＳＯＩ基板における活性層をパターニングしてコア層３３を形成している。
【００３２】
変調器１７は、第３導波路１６を通過する内出射光の位相を変調するものである。変調器１７としては、例えば熱光学効果やキャリアプラズマ効果や電気光学効果などを利用した位相変調器が用いられる。なお、変調器１７については、第３導波路１６に限らず、第１導波路１２や第２導波路１４に備えられていても良い。
【００３３】
ループミラー１８は、第２反射部に相当するもので、第３導波路１６から伝搬されてきた内出射光をループ状に伝搬させて、再び第３導波路１６に伝搬させる役割を果たす。
【００３４】
一方、ＳＯＡ２は、例えば、III−Ｖ族半導体構造などによって構成され、光を増幅して出力する光源となるものである。ＳＯＡ２は、一面２ａが半導体基板１０の端面１０ａに貼り付けられることで光フィルタ１に接続されて一体となっている。この一面２ａにおいて、第１導波路１２と光結合されるように、図示しないマッチングオイルや紫外線硬化樹脂などを介して、ＳＯＡ２が端面１０ａに接続されている。
【００３５】
ＳＯＡ２の他面２ｂは、外出射光の出射面となる面である。この他面２ｂには、第１反射部に相当する反射鏡２１が備えられており、ＳＯＡ２から外部に外出射光を取り出しつつも、内出射光を反射して光フィルタ１側に戻す役割を果たす。本実施形態のように、反射鏡２１にて内出射光を反射しつつ、外部に外出射光を取り出す形態とする場合、一般的には、反射鏡２１の反射率は１〜１０％程度とされる。なお、ＳＯＡ２には、図示しない電極などが備えられており、電極から注入する電流に基づいて、外出射光の光出力を可変させられるようになっている。
【００３６】
このようにして、光フィルタ１およびそれにＳＯＡ２を組み合わせることで構成されたレーザ光源が構成されている。このようなレーザ光源は、反射鏡２１とループミラー１８とによって内出射光が反射させられるファブリペロー共振器を構成し、反射鏡２１とループミラー１８との間において縦モードとなる共振状態を作り出す。そして、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５の強い共振状態によって、これら縦モードのうち一つ以上が選択され、強い共振状態が生じる波長においてレーザ発振し、強い光が反射鏡２１から誘導放出されて外出射光として出力されるようになっている。
【００３７】
そして、本実施形態のレーザ光源では、後述する図８のようにダブルリングの透過スペクトルの最も高い１番目のピークとその次に高い２番目のピークが隣り合わず離れるようにしている。つまり、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５にて所定のＦＳＲの透過スペクトルを生成することで、ダブルリングの透過スペクトルの１番目のピークと２番目のピークとの間に、それよりも低いピークが配置されるようにしている。これにより、ＦＳＲが近い２つのリング共振器１３、１５を用いているために２つリング共振器１３、１５が選択している縦モードが変化するモードホップの抑制が可能となっている。この効果が得られる理由について、従来のレーザ光源と比較しながら、本実施形態のレーザ光源の作動などについて説明する。
【００３８】
従来のレーザ光源の構成は、図１に示す本実施形態のレーザ光源とほぼ同様であり、各リング共振器の周囲長が異なったものとなっているが、従来のレーザ光源についても、便宜上、図１に示した参照符号を参照して説明する。
【００３９】
従来のレーザ光源の各リング共振器１３、１５が生成する透過スペクトルは、図３のように表される。ここでは、従来のレーザ光源として、第１リング共振器１３の周囲長を１５１．３μｍ、第２リング共振器１５の周囲長を１６５．１μｍとしてシミュレーションを行っている。
【００４０】
この図に示されるように、第１リング共振器１３の透過スペクトルのＦＳＲに対して、第２リング共振器１５の透過スペクトルのＦＳＲが僅かにずらされており、任意の波長、図３では１５５０ｎｍの波長において、透過スペクトルのピークが重なる。なお、ここでは１番目のピークとして、波長が１５５０ｎｍ近傍となる例を示すが、それよりも短波長と長波長のいずれにも１番目のピークとなる波長は複数存在する。そして、波長１５５０ｎｍを中心に、短波長側では第１リング共振器１３の透過スペクトルのピークと第２リング共振器１５の透過スペクトルのピークが交互に順番に並び、長波長側では第２リング共振器１５の透過スペクトルのピークと第１リング共振器１３の透過スペクトルのピークが交互に順番に並ぶ状態となる。なお、図中には、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５のいずれの透過スペクトルのピークか判りやすいように、各透過スペクトルの上に“１”、“２”と表記してある。
【００４１】
このため、２つのリング共振器の透過スペクトルの合成スペクトルとなるダブルリングの透過スペクトルの波形は、図４のようになる。つまり、ダブルリングの透過スペクトルは、２つのリング共振器を用いて１つの縦モードを選ぶことでシングルモードを実現したものとなり、強い共振状態が生じる波長において最もピークが高くなる。
【００４２】
しかしながら、強い共振状態が生じる波長に隣接する両隣の波長の透過スペクトルが２番目のピークとなる。このため、２つのリング共振器の間に、例えば１℃以上の温度差の変化が生じたときにモードホップが起き易くなる。さらに、ＳＯＡを備えたレーザ光源においては、２つのリング共振器の温度差の変化によって２番目のピークが上昇した場合、その２番目のピークで発振し易くなり、外出射光の波長がずれてしまう。
【００４３】
例えば、リング共振器の温特は、図５のように表される。この図は、リング共振器を２５℃、４０℃、５５℃、７０℃とした場合の透過スペクトルを調べた結果を示している。この図に示されるように、リング共振器のＦＳＲは３．９０ｎｍとなっており、２５℃から４０℃へ、１５℃変化したことで透過スペクトルの波長が１．１０ｎｍずれた。つまり、１℃当たりの透過スペクトルの波長の変化量に相当する波長温度係数が０．０７３ｎｍ／℃となる。このため、２つのリング共振器の間の温度差の変化が生じると、本来重なる波長で透過スペクトルのピークが重ならず、それに隣接する波長で透過スペクトルのピークが重なるなど、本来２番目のピークとなる波長で透過スペクトルのピークが上昇し、発振し易くなる。
【００４４】
ここで、光フィルタでの内出射光の発振条件は、発振波長においてダブルリングの透過率とＳＯＡ２の利得を合わせた値が大きな値になることである。ＳＯＡ２の利得は、図６に示すように、１番目のピークを中心としてそこから波長が離れるほど徐々に低下していくという曲線を描く。このため、１番目のピークの付近ではＳＯＡ２の利得も高く、本来２番目のピークとなる波長で透過スペクトルのピークが上昇すると、ＳＯＡ２の利得と合わせた値が大きな値となって、発振条件を満たし易くなるのである。
【００４５】
このように、１番目の両隣に２番目のピークが位置していることから、２番目のピークとなる透過スペクトルが上昇すると、ＳＯＡ２の利得が高い場所において透過スペクトルが上昇することになるため、発振条件を満たしてしまう。
【００４６】
そこで、本実施形態のレーザ光源では、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５にて所定のＦＳＲの透過スペクトルを生成し、ダブルリングの透過スペクトルの最も高い１番目のピークとその次に高い２番目のピークが隣り合わず離れるようにしている。本実施形態のレーザ光源の各リング共振器１３、１５が生成する透過スペクトルは、図７のように表される。ここでは、本実施形態のレーザ光源として、第１リング共振器１３の周囲長を１３４．９μｍ、第２リング共振器１５の周囲長を１６４．５μｍとしてシミュレーションを行っている。
【００４７】
この図に示されるように、第１リング共振器１３の透過スペクトルのＦＳＲに対して、第２リング共振器１５の透過スペクトルのＦＳＲが僅かにずらされており、任意の波長、図７では１５５０ｎｍの波長において、透過スペクトルのピークが重なる。そして、波長１５５０ｎｍを中心に、短波長側でも長波長側でも第１リング共振器１３の透過スペクトルのピークと第２リング共振器１５の透過スペクトルのピークが順番に並ぶ。なお、図中には、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５のいずれの透過スペクトルのピークか判りやすいように、各透過スペクトルのピークの上に“１”、“２”と表示してある。
【００４８】
ただし、短波長側および長波長側において、第１リング共振器１３の透過スペクトルのピークと第２リング共振器１５の透過スペクトルのピークが交互に順番に並ぶだけでなく、ピークの順番が入れ替わる順番逆転部が存在している。短波長側を見てみると、波長が１５３０ｎｍ以下のときまでは第１リング共振器１３と第２リング共振器１５の順番で透過スペクトルのピークが交互に並び、１５３０〜１５５０ｎｍの間では第２リング共振器１５と第１リング共振器１３の順番で透過スペクトルのピークが交互に並ぶ。このように、波長が１５３０ｎｍの付近において順番逆転部が存在する状態となっている。本実施形態の場合、１５５０ｎｍのように１番目のピークとなる波長において第１リング共振器１３と第２リング共振器１５それぞれの透過スペクトルの山と山が重なり合い、順番逆転部において、各透過スペクトルの谷と谷が重なり合う状態となっている。そして、１番目のピークとなる波長は、１５５０ｎｍよりも短波長もしくは長波長にも存在していることから、隣り合う１番目のピークにおいて透過スペクトルの山と山が重なり合っている波長の中間に、透過スペクトルの谷と谷が重なる部分が存在した状態となる。
【００４９】
このため、２つのリング共振器の透過スペクトルの合成スペクトルとなるダブルリングの透過スペクトルの波形は、図８のようになる。つまり、ダブルリングの透過スペクトルは、共振時の波長において最も高い１番目のピークとなるが、２番目のピークは１番目のピークから波長が離れた位置になる。図８の例で言えば、１番目のピークと２番目のピークとの間は波長が２０．５ｎｍずれており、これらの間に２番目のピークよりも高さが低い複数のピークが位置した状態となっている。
【００５０】
したがって、強い共振状態が生じる波長に隣接する両隣の波長のスペクトルではないところが２番目のピークとなる。このため、２つのリング共振器の間に温度差の変化が生じたときにモードホップが起き難くなる。さらに、ＳＯＡ２を備えたレーザ光源においては、２つのリング共振器の温度差の変化によって２番目のピークが上昇しても、その２番目のピークで発振し難くできるため、確実に１番目のピークで発振させることが可能となる。
【００５１】
すなわち、上記したように、光フィルタでの内出射光の発振条件は、発振波長においてダブルリングの透過率とＳＯＡ２の利得を合わせた値が大きな値になることである。ＳＯＡ２の利得は、図８に示すように、１番目のピークを中心としてそこから波長が離れるほど徐々に低下していくという曲線を描く。このため、１番目のピークの付近ではＳＯＡ２の利得も高くなる。しかしながら、１番目のピークから離れるほどＳＯＡ２の利得が低下するため、本実施形態の場合、２番目のピークとなる波長ではＳＯＡ２の利得が最も高い利得よりも低下した状態となっている。したがって、２番目のピークが上昇しても、ＳＯＡ２の利得と合わせた値があまり大きな値にならず、発振条件を満たし難くなるのである。
【００５２】
このように、１番目の両隣に２番目のピークが位置しておらず、離れていることから、２番目のピークとなる透過スペクトルが上昇したとしても、ＳＯＡ２の利得が高くない場所において透過スペクトルのピークが上昇することになるため、発振条件を満たさないようにできる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態では、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５にて所定のＦＳＲの透過スペクトルを生成し、ダブルリングの透過スペクトルの最も高い１番目のピークとその次に高い２番目のピークが隣り合わず離れるようにしている。このような条件とするには、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５が生成する透過スペクトルについて、１番目のピークと異なる位置でピークの順番が入れ替わる順番逆転部が存在するように、各透過スペクトルのＦＳＲを設定すれば良い。
【００５４】
このように、１番目のピークとその次に高い２番目のピークの波長が離れるようにしている。このため、仮に、２番目のピークが上昇して、最も高い１番目のピークに入れ替わったとしても、本来１番目のピークになる波長から離れているため、それを比較的容易に検出できる。これにより追加素子を必要としなくても、モードホップを抑制することができる。また、光フィルタ１をレーザ光源に適用する場合で言えば、２番目のピークとなる透過スペクトルが上昇したとしても、ＳＯＡ２の利得が高くない場所において透過スペクトルが上昇することになるため、発振条件を満たさないようにできる。よって、追加素子を必要としなくても、モードホップを抑制することができる光フィルタ、およびそれを用いたレーザ光源とすることが可能となる。
【００５５】
そして、このようなレーザ光源については、車両用のレーザレーダ装置のようなレーザ光源を備える光送受信装置に適用することができる。すなわち、レーザ光源より、特定波長の外出射光を出力し、それが障害物に衝突して反射して戻ってきたときに、その反射光を図示しない受信機で受信することで障害物までの距離を測定するような光送受信装置に適用できる。このような光送受信装置では、出力する光の波長を変化させながら外部に出力していくという使用形態とされることがあるが、その場合に、本実施形態で説明したレーザ光源を用いることで、的確に出力したい波長で光を出力できる。したがって、より的確に障害物までの距離を測定することが可能となる。
【００５６】
なお、ここでは、第１リング共振器１３や第２リング共振器１５などの各部の寸法などの一例を挙げたが、ここに記載したものはあくまで一例であり、ここに挙げた寸法などに限らない。以下、実施例や比較例を挙げて、第１リング共振器１３や第２リング共振器１５などの各部の寸法などと共に、ダブルリングの透過スペクトルの変化などについて説明する。
【実施例】
【００５７】
（実施例１）
本実施例では、図９に示す光フィルタについて、ダブルリングの透過スペクトルの変化を調べた。図９に示すように、本実施例の光フィルタ１は、上記実施形態で説明した光フィルタ１に対して、ＳＳＣ１１や変調器１７およびループミラー１８を無くし、第１導波路１２に対して入力光を入射し、第３導波路１６から出力光を出射させる形態とされている。入力光としては、コヒーレント光を用いているが、レーザ光源やスーパールミネッセンスダイオード（ＳＬＥＤ）等の光を用いても良い。
【００５８】
このような構成において、各部の寸法や結合効率κなどの各パラメータについて、図１０Ａに示す値としている。なお、以下では、第１リング共振器１３の周囲長をＬｒｉｎｇ１、第２リング共振器１５の周囲長をＬｒｉｎｇ２という。第１リング共振器１３と第１導波路１２や第２導波路１４との結合長をＬｃ１、第２リング共振器１５と第２導波路１４や第３導波路１６との結合長をＬｃ２という。また、第１リング共振器１３と第１導波路１２との結合効率をκ１、第２リング共振器１５と第２導波路１４との結合効率をκ２という。
【００５９】
そして、このような光フィルタ１に対して、図１０Ｂに示すように、状態ａ１〜ａ３について、ダブルリングの透過スペクトルのピーク変化をシミュレーションにより確認したところ、図中に示したように、１番目のピーク位置が変化した。図１１は、各状態におけるダブルリングの透過スペクトルを示している。
【００６０】
まず、状態ａ１では、第２リング共振器１５の温度を基準として第１リング共振器１３の相対温度が０℃の場合、つまり第１リング共振器１３と第２リング共振器１５との温度差が０℃の場合のダブルリングの透過スペクトルを示している。この場合は、波長が１５５０ｎｍや１５９０ｎｍ近傍のピーク（１）、（３）などが１番目のピークとなり、波長が１５６８ｎｍ近傍のピーク（２）が２番目のピークとなった。ピーク（１）、（３）の波長域は、第１リング共振器１３の透過スペクトルのピークと第２リング共振器１５の透過スペクトルのピークが重なる波長域である。ピーク（２）の波長域は、第１リング共振器１３の透過スペクトルと第２リング共振器１５の透過スペクトルのピークが重ならないようにした場所であるが、元々２番目のピークと想定している波長域である。このように、１番目のピークにしたい波長域で１番目のピークが得られ、２番目のピークにしたい波長域で２番目のピークが得られている。
【００６１】
次に、状態ａ２では、第２リング共振器１５の温度を基準として第１リング共振器１３の相対温度が２．７℃の場合のダブルリングの透過スペクトルを示している。この場合は、
波長が１５５０ｎｍや１５９０ｎｍ近傍のピーク（１）、（３）に加えて、波長が１５６８ｎｍ近傍のピーク（２）が１番目のピークとなった。このように、１番目のピークにしたい波長域で１番目のピークが得られているものの、２番目のピークにしたい波長域でも１番目のピークとなった。
【００６２】
続いて、状態ａ３では、第２リング共振器１５の温度を基準として第１リング共振器１３の相対温度が５．４℃の場合のダブルリングの透過スペクトルを示している。この場合は、波長が１５６８ｎｍ近傍のピーク（２）が１番目のピークとなり、波長が１５５０ｎｍや１５９０ｎｍ近傍のピーク（１）、（３）のピーク（２）が２番目のピークとなった。つまり、１番目のピークにしたい波長域で２番目のピークとなってしまい、２番目のピークにしたい波長域で１番目のピークとなった。
【００６３】
このように、本実施例の光フィルタ１は、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５との温度差が大きくなると、１番目のピークと２番目のピークとなる波長域が入れ替わるという状態になる。しかしながら、１番目のピークと２番目のピークとの波長の変化幅が１７．５ｎｍある。このため、仮に１番目のピークの入れ替わりがあったとしても、それを比較的容易に検出することができる。
【００６４】
なお、上記したように、実施例１では、結合効率κを異ならせてある。これは、各透過スペクトルの半値幅を揃える設計が行えるためである。第１リング共振器１３と第２リング共振器１５それぞれの周囲長Ｌｒｉｎｇ１、Ｌｒｉｎｇ２の差が小さい場合には、透過スペクトルの鋭さの差が小さいが、大きくなると差が大きくなる。具体的には、大きな周囲長Ｌｒｉｎｇ２となる第２リング共振器１５の方が小さな周囲長Ｌｒｉｎｇ１となる第１リング共振器１３よりも、透過スペクトルの切り立ち方が鋭くなる。一方、結合効率κについては、小さい値になるほど、透過スペクトルの切り立ち方が鋭くなる。このため、ここでは結合効率κ１、κ２を異なる値としている。そして、大きな周囲長Ｌｒｉｎｇ２となる第２リング共振器１５については透過スペクトルの切り立ちが緩やかな大きな値の結合効率κ２とし、小さな周囲長Ｌｒｉｎｇ１となる第１リング共振器１３については透過スペクトルの切り立ちが鋭い小さな結合効率κ１としている。これにより、各透過スペクトルの半値幅を揃えることが可能となり、ダブルリングの透過スペクトルが切り立ち方が鋭い透過スペクトルの方に支配的になることを抑制でき、１番目のピークの入れ替わりが起こりにくくなるようにできる。
【００６５】
（比較例１）
本比較例では、図９に示した光フィルタ１において、図１２Ａに示すように各部の寸法や結合効率κなどの各パラメータを変えて、図１２Ｂに示すように、状態ｂ１〜ｂ３について、ダブルリングの透過スペクトルのピーク変化をシミュレーションにより確認した。その結果、図１２Ｂ中に示すように、この比較例の場合にも、１番目のピーク位置が変化した。図１３は、各状態におけるダブルリングの透過スペクトルを示している。
【００６６】
まず、状態ｂ１では、第２リング共振器１５の温度を基準として第１リング共振器１３の相対温度が０℃の場合のダブルリングの透過スペクトルを示している。この場合は、波長が１５１０ｎｍや１５５０ｎｍ近傍のピーク（１）、（３）などが１番目のピークとなり、波長が１５５０ｎｍの隣の波長が１５４５ｎｍ近傍のピーク（２）などが２番目のピークとなった。ピーク（１）、（３）の波長域は、第１リング共振器１３の透過スペクトルのピークと第２リング共振器１５の透過スペクトルのピークが重なる波長域である。ピーク（２）の波長域は、第１リング共振器１３の透過スペクトルのピークと第２リング共振器１５の透過スペクトルのピークが重ならないようにした場所で、元々２番目のピークと想定している波長域である。このように、１番目のピークにしたい波長域で１番目のピークが得られ、２番目のピークにしたい波長域で２番目のピークが得られている。
【００６７】
次に、状態ｂ２では、第２リング共振器１５の温度を基準として第１リング共振器１３の相対温度が２．２℃の場合のダブルリングの透過スペクトルを示している。この場合は、
波長が１５１０ｎｍや１５５０ｎｍ近傍のピーク（１）、（３）に加えて、波長が１５４５ｎｍ近傍のピーク（２）が１番目のピークとなった。このように、１番目のピークにしたい波長域で１番目のピークが得られているものの、２番目のピークにしたい波長域でも１番目のピークとなった。
【００６８】
続いて、状態ｂ３では、第２リング共振器１５の温度を基準として第１リング共振器１３の相対温度が４．３℃の場合のダブルリングの透過スペクトルを示している。この場合は、波長が１５４５ｎｍ近傍のピーク（２）が１番目のピークとなり、波長が１５１０ｎｍや１５５０ｎｍ近傍のピーク（１）、（３）のピーク（２）が２番目のピークとなった。つまり、１番目のピークにしたい波長域で２番目のピークとなってしまい、２番目のピークにしたい波長域で１番目のピークとなった。
【００６９】
このように、本比較例の光フィルタ１も、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５との温度差が大きくなると、１番目のピークと２番目のピークとなる波長域が入れ替わるという状態になる。そして、１番目のピークと２番目のピークとの波長の変化幅が３．４ｎｍと小さい。このため、仮に１番目のピークの入れ替わりがあった場合、それを検出することは困難である。したがって、１番目のピークの入れ替わりを抑制することが難しくなる。
【００７０】
（実施例２）
本実施例では、図１に示したレーザ光源について、ダブルリングの透過スペクトルの変化を調べた。このような構成において、各部の寸法や結合効率κなどの各パラメータについて、図１４Ａに示す値としている。
【００７１】
そして、このようなレーザ光源に対して、図１４Ｂに示すように、状態ｃ１、ｃ２について、ダブルリングの透過スペクトルのピーク変化をシミュレーションにより確認したところ、図中に示したように、ピーク高さが変化した。図１５は、各状態におけるダブルリングの透過スペクトルを示している。
【００７２】
まず、状態ｃ１では、第２リング共振器１５の温度を基準として第１リング共振器１３の相対温度が０℃の場合のダブルリングの透過スペクトルを示している。この場合は、波長が１５５０ｎｍ近傍のピーク（１）が１番目のピークとなり、波長が１５６８ｎｍ近傍のピーク（２）が２番目のピークとなった。また、波長が１５７２ｎｍ近傍のピーク（３）が３番目のピークとなっていて、ピーク（２）は、ピーク（１）とピーク（３）の間に位置していた。
【００７３】
ピーク（１）の波長域は、第１リング共振器１３の透過スペクトルのピークと第２リング共振器１５のスペクトルのピークが重なる波長域である。ピーク（２）、（３）の波長域は、第１リング共振器１３の透過スペクトルのピークと第２リング共振器１５の透過スペクトルのピークが重ならないようにした場所で、元々２、３番目のピークと想定している波長域である。このように、１番目のピークにしたい波長域で１番目のピークが得られ、２、３番目のピークにしたい波長域で２、３番目のピークが得られている。このときのダブルリングの透過スペクトルにおける１番目のピークと２番目のピークの透過率差Ｙは、６．０ｄＢとなっていた。
【００７４】
また、状態ｃ１の場合のＳＯＡ２の利得を見てみると、１番目のピークとなる波長λ１と２番目のピークとなる波長λ２とで、利得差Ｘが２．０ｄＢとなっている。このため、１番目のピークとなる波長λ１と２番目のピークとなる波長λ２とで、利得差Ｘと透過率差Ｙを合わせた値Ｘ＋Ｙについては８．０ｄＢとなった。このように、利得差Ｘと透過率差Ｙを合わせた値Ｘ＋Ｙが８．０ｄＢ確保できると、ファブリペロー共振器の縦モードの１つを２つのリング共振器を直列に接続したダブルリングフィルタで抜き出し、シングルモード発振させることが可能となる。
【００７５】
次に、状態ｃ２では、第２リング共振器１５の温度を基準として第１リング共振器１３の相対温度が２．０℃の場合のダブルリングの透過スペクトルを示している。この場合は、波長が１５５０ｎｍ近傍のピーク（１）が１番目のピークとなっているが、波長が１５６８ｎｍ近傍のピーク（２）が２番目のピークになっているものの、ほぼ１番目のピークと高さが同じになった。このように、１番目のピークにしたい波長域で１番目のピークが得られているものの、２番目のピークにしたい波長域でも１番目のピークとほぼ同じ高さのピークとなった。このときのダブルリングの透過スペクトルにおける１番目のピークと２番目のピークの透過率差Ｙは、１．０ｄＢとなっていて、低い値であった。
【００７６】
しかしながら、状態ｃ２において、ＳＯＡ２の利得を見てみると、１番目のピークとなる波長λ１と２番目のピークとなる波長λ２とで、利得差Ｘが２．０ｄＢとなっている。このため、１番目のピークとなる波長λ１と２番目のピークとなる波長λ２とで、利得差Ｘと透過率差Ｙを合わせた値Ｘ＋Ｙについては３．０ｄＢとなった。シングルモード発振させるには、値Ｘ＋Ｙが３．０ｄＢ以上であれば良く、状態ｃ２まではシングルモード発振が可能になっていると言える。このように、本実施例の場合、少なくとも第１リング共振器１３と第２リング共振器１５の温度差が２．０℃までは、シングルモード発振させることが可能になり、追加素子を必要としなくても、モードホップを抑制することが可能になる。
【００７７】
（第３実施例）
本実施例も、図１に示したレーザ光源について、ダブルリングの透過スペクトルの変化を調べた。このような構成において、各部の寸法や結合効率κなどの各パラメータについて、図１６Ａに示す値としており、第２実施例と異なったパラメータとしている。
【００７８】
そして、このようなレーザ光源に対して、図１６Ｂに示すように、状態ｄ１、ｄ２について、ダブルリングの透過スペクトルのピーク変化をシミュレーションにより確認したところ、図中に示したように、ピーク高さが変化した。図１７は、各状態におけるダブルリングの透過スペクトルを示している。
【００７９】
まず、状態ｄ１では、第２リング共振器１５の温度を基準として第１リング共振器１３の相対温度が０℃の場合のダブルリングの透過スペクトルを示している。この場合は、波長が１５５０ｎｍ近傍のピーク（１）が１番目のピークとなり、波長が１５３０ｎｍ近傍のピーク（２）が２番目のピークとなった。また、波長が１５３３ｎｍ近傍のピーク（３）が３番目のピークとなって、ピーク（２）は、ピーク（３）を挟んでピーク（１）と反対側となった。つまり、ピーク（１）とピーク（２）との間にピーク（３）が入り込んだ状態となった。
【００８０】
ピーク（１）の波長域は、第１リング共振器１３の透過スペクトルのピークと第２リング共振器１５の透過スペクトルのピークが重なる波長域である。ピーク（２）、（３）の波長域は、第１リング共振器１３の透過スペクトルのピークと第２リング共振器１５の透過スペクトルのピークが重ならないようにした場所で、元々２、３番目のピークと想定している波長域である。このように、１番目のピークにしたい波長域で１番目のピークが得られ、２、３番目のピークにしたい波長域で２、３番目のピークが得られている。このときのダブルリングの透過スペクトルにおける１番目のピークと２番目のピークの透過率差Ｙは、６．０ｄＢとなっていた。
【００８１】
また、状態ｄ１の場合のＳＯＡ２の利得を見てみると、１番目のピークとなる波長λ１と２番目のピークとなる波長λ２とで、利得差Ｘが３．０ｄＢとなっている。このため、１番目のピークとなる波長λ１と２番目のピークとなる波長λ２とで、利得差Ｘと透過率差Ｙを合わせた値Ｘ＋Ｙについては９．０ｄＢとなった。このように、利得差Ｘと透過率差Ｙを合わせた値Ｘ＋Ｙが９．０ｄＢ確保できると、ファブリペロー共振器の縦モードの１つを２つのリング共振器を直列に接続したダブルリングフィルタで抜き出し、シングルモード発振させることが可能となる。
【００８２】
次に、状態ｄ２では、第２リング共振器１５の温度を基準として第１リング共振器１３の相対温度が２．３℃の場合のダブルリングの透過スペクトルを示している。この場合は、波長が１５５０ｎｍ近傍のピーク（１）が１番目のピークとなっているが、波長が１５３０ｎｍ近傍のピーク（２）も１番目のピークと高さが同じになった。このように、１番目のピークにしたい波長域で１番目のピークが得られているものの、２番目のピークにしたい波長域でも１番目のピークの高さのピークとなった。このときのダブルリングの透過スペクトルにおける１番目のピークと２番目のピークの透過率差Ｙは、０．０ｄＢとなった。
【００８３】
しかしながら、状態ｄ２において、ＳＯＡ２の利得を見てみると、１番目のピークとなる波長λ１ともう一方の１番目のピークとなる波長λ２とで、利得差Ｘが３．０ｄＢとなっている。このため、１番目のピークとなる波長λ１ともう一方の１番目のピークとなる波長λ２とで、利得差Ｘと透過率差Ｙを合わせた値Ｘ＋Ｙについては３．０ｄＢとなった。シングルモード発振させるには、値Ｘ＋Ｙが３．０ｄＢ以上であれば良く、状態ｃ２まではシングルモード発振が可能になっていると言える。このように、本実施例の場合、少なくとも第１リング共振器１３と第２リング共振器１５の温度差が２．３℃までは、シングルモード発振させることが可能になり、追加素子を必要としなくても、モードホップを抑制することが可能になる。
【００８４】
また、本実施例においては、ピーク（１）とピーク（２）との間にピーク（３）が入り込んだ状態となっている。このようにすると、ピーク（２）の位置においてＳＯＡ２の利得を更に下げることができる。したがって、尚更に、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５の温度差が高くても、シングルモード発振させることが可能となる。
【００８５】
（比較例２）
本比較例では、図１とほぼ同様の構造を従来のレーザ光源について、ダブルリングの透過スペクトルの変化を調べた。ただし、比較例では、各部の寸法や結合効率κなどの各パラメータについて、図１８Ａに示す値となっているため、第２、第３実施例と異なり、共振時の波長に隣接する両隣の波長の透過スペクトルが２番目のピークとなる。
【００８６】
このようなレーザ光源に対して、図１８Ｂに示すように、状態ｅ１、ｅ２について、ダブルリングの透過スペクトルのピーク変化をシミュレーションにより確認したところ、図中に示したように、ピーク高さが変化した。図１９は、各状態におけるダブルリングの透過スペクトルを示している。
【００８７】
まず、状態ｅ１では、第２リング共振器１５の温度を基準として第１リング共振器１３の相対温度が０℃の場合のダブルリングの透過スペクトルを示している。この場合は、波長が１５５０ｎｍ近傍のピーク（１）が１番目のピークとなり、波長が１５４５ｎｍ近傍のピーク（２）が２番目のピークとなった。ピーク（１）の波長域は、第１リング共振器１３の透過スペクトルのピークと第２リング共振器１５の透過スペクトルのピークが重なる波長域である。ピーク（２）の波長域は、第１リング共振器１３の透過スペクトルのピークと第２リング共振器１５の透過スペクトルのピークが重ならないようにした隣接するピークとなる場所で、元々２番目のピークと想定している波長域である。このように、１番目のピークにしたい波長域で１番目のピークが得られ、２番目のピークにしたい波長域で２番目のピークが得られている。このときのダブルリングの透過スペクトルにおける１番目のピークと２番目のピークの透過率差Ｙは、６．０ｄＢとなっていた。
【００８８】
また、状態ｅ１の場合のＳＯＡ２の利得を見てみると、１番目のピークとなる波長λ１と２番目のピークとなる波長λ２とで、利得差Ｘが０．０ｄＢとなっている。このため、１番目のピークとなる波長λ１と２番目のピークとなる波長λ２とで、利得差Ｘと透過率差Ｙを合わせた値Ｘ＋Ｙについては６．０ｄＢとなった。このように、利得差Ｘと透過率差Ｙを合わせた値Ｘ＋Ｙが６．０ｄＢ確保できると、ファブリペロー共振器の縦モードの１つを２つのリング共振器を直列に接続したダブルリングフィルタで抜き出し、シングルモード発振させることが可能となる。
【００８９】
次に、状態ｅ２では、第２リング共振器１５の温度を基準として第１リング共振器１３の相対温度が１．２℃の場合のダブルリングの透過スペクトルを示している。この場合は、波長が１５５０ｎｍ近傍のピーク（１）が１番目のピークとなっているが、波長が１５４５ｎｍ近傍のピーク（２）が２番目のピークになっているものの、ほぼ１番目のピークと高さが同じになった。このように、１番目のピークにしたい波長域で１番目のピークが得られているものの、２番目のピークにしたい波長域でも１番目のピークとほぼ同じ高さのピークとなった。このときのダブルリングの透過スペクトルにおける１番目のピークと２番目のピークの透過率差Ｙは、３．０ｄＢとなっていた。
【００９０】
シングルモード発振させるには、値Ｘ＋Ｙが３．０ｄＢ以上であれば良く、状態ｅ２まではシングルモード発振が可能になっていると言える。しかしながら、このときの第１リング共振器１３と第２リング共振器１５の温度差が１．２℃と小さく、これ以上に温度差が付くとシングルモード発振できなくなってしまう。このため、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５の温度差が１℃程度に低い場合までしかシングルモード発振させられず、モードホップを抑制することが難しいと言える。
【００９１】
なお、このような比較例のレーザ光源では、２番目等のピークで発振しないように、ピーク（１）とピーク（２）等との間の透過率差が３ｄＢ以上となるように設計が行われる。そして、ダブルリングの透過スペクトルの１番目と２番目のピークの透過率差と、ＳＯＡ２の利得差の両方を設計することでシングルモード発振するレーザ光源となる。しかしながら、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５との温度差に基づいて、ピーク（１）とピーク（２）等との間の透過率差が低下した場合には、シングルモード発振しなくなり、モードホップを抑制できなくなる。
【００９２】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して光の取り出し方向などを変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００９３】
第１実施形態では、レーザ発振が起こったときに第１反射部に相当する反射鏡２１から光が出力されるようにしているが、本実施形態では、反射鏡２１と異なる部分から光が出力されるようにする。
【００９４】
本実施形態では、第２反射部を第１実施形態のようなループミラー１８で構成するのではなく、図２０に示すように、方向性結合器４０にて構成している。方向性結合器４０は、第３導波路１６から蛇行状に折り返されている。そして、本実施形態の場合、方向性結合器４０の先端が、半導体基板１０のうちＳＯＡ２が配置された端面１０ａと反対側の端面１０ｂに向けられた構造とされている。
【００９５】
具体的には、方向性結合器４０は、第１折返部４０ａ、第２折返部４０ｂおよび第３折返部４０ｃを有した構成とされている。第１折返部４０ａは、第３導波路１６の一端に接続されたものであり、本実施形態では第３導波路１６の延長線上に延設されている。第２折返部４０ｂは、第１折返部４０ａから第３導波路１６側に向かって折り返された部分である。本実施形態では、第２折返部４０ｂは、第１折返部４０ａの端部から所定の曲率半径で折り返されると共に、第１折返部４０ａに近づけられ、一部が第１折返部４０ａと対向配置されている。そして、対向配置された部分において、第２折返部４０ｂの一部と第１折返部４０ａとの間が所定のギャップとされることで第２折返部４０ｂと第１折返部４０ａとの間が光結合し、第２折返部４０ｂに伝搬された光が第１折返部４０ａに伝わるようになっている。第３折返部４０ｃは、第２折返部４０ｂから端面１０ｂ側に向けて折り返された構成とされている。
【００９６】
このような構成とされているため、方向性結合器４０は、第３導波路１６から方向性結合器４０に伝搬されてきた光を第３導波路１６に戻すように反射する第２反射部としての役割を果たす。そして、方向性結合器４０が第２反射部としての役割を果たすことから、反射鏡２１と方向性結合器４０との間で内出射光が反射させられるファブリペロー共振器が構成される。そして、発振時には、強い光が方向性結合器４０の第３折返部４０ｃを通じて端面１０ａ側に出力されるようになっている。
【００９７】
なお、方向性結合器４０は、内出射光を反射しつつ、外部に外出射光を取り出す形態とされる場合、一般的には、反射率が１〜１０％程度とされる。また、反射鏡２１については、内出射光を反射しつ、外部には外出射光が取り出されない形態とされるため、反射率が９０〜１００％程度とされる。
【００９８】
また、第３折返部４０ｃの先端には、先細り形状の導波路５０ａを含むＳＳＣ５０が接続されており、方向性結合器４０からＳＳＣ５０側へ、反射が抑制されて効率よく光が伝搬される構造とされている。そして、ＳＳＣ５０が端面１０ｂに至るように形成されており、ＳＳＣ５０に伝搬された光が端面１０ｂから出力されるようになっている。
【００９９】
なお、ここでは、導波路５０ａを含むＳＳＣ５０が第３折返部４０ｃの長手方向に対して所定の角度傾斜した方向に延設されるようにしているが、図２１に示すように、第３折返部４０ｃの長手方向と同方向に延設されていても良い。
【０１００】
以上説明したように、本実施形態では、第１反射部に相当する反射鏡２１と異なる部分、具体的には第２反射部に相当する方向性結合器４０から光が出力されるようにしている。このような構成において、第１実施形態と同様、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５にて所定のＦＳＲの透過スペクトルを生成し、ダブルリングの透過スペクトルの最も高い１番目のピークとその次に高い２番目のピークが隣り合わないようにする。これにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１、第２実施形態に対して第１リング共振器１３と第２リング共振器１５との間の構成を変更したものであり、その他については第１、第２実施形態と同様であるため、第１、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。なお、ここでは第１実施形態のようにＳＯＡ２の反射鏡２１を通じて光が出力される形態を例に挙げて説明するが、第２実施形態のように反射鏡２１と異なるところから光が出力される形態であっても良い。
【０１０２】
本実施形態では、第１、第２実施形態で備えてあった第２導波路１４を無くした構成としている。具体的には、図２２に示すように、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５が隣り合って配置されるようにしてあり、第１リング共振器１３の一辺と第２リング共振器１５の一辺とが所定のギャップで対向配置された状態となっている。これにより、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５とが直接光結合し、光の伝搬が行われるようにしている。
【０１０３】
このように、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５とを隣接配置し、これらの間を直接光結合させることで、光の伝搬が行われるようにしても良い。このようにしても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０４】
（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して第３導波路１６に伝わった光が第１導波路１２に伝搬されて反射鏡２１に至る構成としたものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【０１０５】
図２３に示すように、第１導波路１２を複数箇所で屈曲させた形状とし、第２リング共振器１５を第２導波路１４に対して第１リング共振器１３と同じ側に配置している。また、第２導波路１４に対して、第２リング共振器１５を挟んだ第１導波路１２側に第３導波路１６を配置している。そして、第３導波路１６を第１導波路１２に接続し、第１導波路１２と第３導波路１６とによってＹ分岐導波路が構成されるようにしている。また、第１リング共振器１３のうち第１導波路１２または第２導波路１４との結合長と、第２リング共振器１５のうち第２導波路１４または第３導波路１６との結合長は、異なった長さに設定され、それぞれの結合効率κが異なった値とされている。
【０１０６】
このように構成されるレーザ光源では、ＳＯＡ２から出力された内出射光が第１導波路１２から第１リング共振器１３を通じて第２導波路１４に伝搬され、さらに第２導波路１４から第２リング共振器１５を通じて第３導波路１６に伝搬される。そして、第３導波路１６に伝搬された光は、さらに第１導波路１２に伝搬され、ＳＳＣ１１を通じてＳＯＡ２に戻る。これにより、第１導波路１２に入射された光は、第１リング共振器１３、第２導波路１４、第２リング共振器１５および第３導波路１６に伝わり反射鏡２１にて反射される光経路で伝搬される。また、これと同時に、第１導波路１２に入射された光は、第３導波路１６、第２リング共振器１５、第２導波路１４、第１リング共振器１３および第１導波路１２に伝搬され、ＳＳＣ１１を通じてＳＯＡ２に戻る。これにより、第１導波路１２に入射された光は、第３導波路１６、第２リング共振器１５、第２導波路１４、第１リング共振器１３および第１導波路１２に伝わり反射鏡２１にて反射される光経路でも伝搬される。これにより、Ｙ分岐導波路にて二方向に分岐した光経路が構成されるファブリペロー共振器が構成される。
【０１０７】
そして、このような構成においても、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５にて所定のＦＳＲの透過スペクトルを生成し、ダブルリングの透過スペクトルの最も高い１番目のピークとその次に高い２番目のピークが隣り合わないようにしている。したがって、本実施形態のレーザ光源によっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０８】
なお、本実施形態の場合、光フィルタ１内における光経路が上記したものとなることから、ＳＳＣ１１および第１導波路１２のうちの第３導波路１６との分岐点までについては光が往復するものの、それ以外の部分では往復する経路にならない。このため、本実施形態の場合、第１実施形態のように、第１導波路１２、第１リング共振器１３、第２導波路１４、第２リング共振器１５および第３導波路１６を往復する光経路となる場合と比較して、ファブリペロー共振器を構成する光路長が短くなる。したがって、要求される光路長に応じて、第１導波路１２の長さを調整するなどすると好ましい。
【０１０９】
（第５実施形態）
第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１、第３、第４実施形態に対して反射鏡２１ではない所から外出射光の取り出しを行うようにしたものであり、その他については第１、第３、第４実施形態と同様であるため、第１、第３、第４実施形態と異なる部分についてのみ説明する。なお、ここでは第１実施形態の構造について本実施形態の外出射光の取り出し構造を適用した場合について説明するが、第３、第４実施形態の構造についても適用できる。
【０１１０】
図２４に示すように、第１導波路１２に対して出射導波路に相当する第４導波路１９を光結合し、第４導波路１９を通じて外出射光が取り出されるようにしている。具体的には、第４導波路１９は、光結合部１９ａ、線状部１９ｂおよびターミネータ１９ｃを有し、光結合部１９ａにおいて第１導波路１２に対して光結合されている。線状部１９ｂは、第１導波路１２と同方向に延設されており、その一端側において第４導波路１９が部分的に第１導波路１２に近づけられることで光結合部１９ａが構成されている。本実施形態の場合、光結合部１９ａは、第１リング共振器１３とＳＳＣ１１との間に配置され、その間において第４導波路１９の一部が第１導波路１２に近づけられることで構成されている。光結合部１９ａは、第１導波路１２に対して所定のギャップを空けて対向配置された部分を有し、この部分において、第１導波路１２と光結合されている。
【０１１１】
ターミネータ１９ｃは、第４導波路１９のうち外出射光が取り出される側と反対側の端部に形成されており、第４導波路１９に伝搬されてきた不要な光を外部に放出させる。本実施形態の場合、ターミネータ１９ｃは、光結合部１９ａのうち線状部１９ｂと反対側の端部に接続されており、光結合部１９ａの端部および線状部１９ｂに対して所定角度傾斜した方向に延設されている。
【０１１２】
また、線状部１９ｂのうち光結合部１９ａおよびターミネータ１９ｃと反対側には、先細り形状の導波路６０ａを含むＳＳＣ６０が接続されている。このため、第４導波路１９からＳＳＣ６０側へ、反射が抑制されて効率よく光が伝搬される構造とされている。そして、ＳＳＣ６０が端面１０ｂに至るように形成されており、ＳＳＣ６０に伝搬された光が端面１０ｂから出力されるようになっている。
【０１１３】
なお、ここでは第４導波路１９およびＳＳＣ６０より外出射光を外部に取り出している。したがって、第１反射部に相当する反射鏡２１や第２反射部に相当するループミラー１８については、共に、内出射光を反射しつ、外部には外出射光が取り出されない形態とされるため、反射率が９０〜１００％程度とされる。
【０１１４】
以上説明したように、本実施形態では、第１反射部に相当する反射鏡２１とは異なる部分、具体的には第４導波路１９およびＳＳＣ６０から光が出力されるようにしている。このような構成において、第１実施形態と同様、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５にて所定のＦＳＲの透過スペクトルを生成し、ダブルリングの透過スペクトルの最も高い１番目のピークとその次に高い２番目のピークが隣り合わないようにする。これにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１５】
なお、ここでは、導波路６０ａを含むＳＳＣ６０が線状部１９ｂの長手方向に対して所定の角度傾斜した方向に延設されるようにしているが、図２５に示すように、線状部１９ｂの長手方向と同方向に延設されていても良い。
【０１１６】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【０１１７】
例えば、上記実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
【０１１８】
例えば、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５や第１〜第３導波路１２、１４、１６の形状などについて、上記に限るものではないし、各部の材料や幅などの寸法についても、上記に限るものではない。また、第１〜第３導波路１２、１４、１６に備えられたターミネータ１２ａ、１４ａ、１４ｂ、１６ａについては必須なものではないし、形状も上記に限るものではない。
【０１１９】
また、１番目のピークの波長において、第１リング共振器１３と第２リング共振器１５それぞれの透過スペクトルのピークが重なる状態、つまりスペクトルの山と山が重なる状態を例に挙げた。ここでいう山と山が重なる状態とは、山のピーク高さや傾斜が完全に一致するという意味ではなく、山のピークとなる波長同士がほぼ一致していることを意味している。ただし、波長同士も完全に一致していなくても良く、これらが若干ずれていても良い。
【０１２０】
また、上記各実施例では、第１リング共振器１３の周囲長Ｌｒｉｎｇ１よりも第２リング共振器１５の周囲長Ｌｒｉｎｇ２の方が長くなる例を示したが、大小関係が逆になっても良い。いずれの場合についても、周囲長Ｌｒｉｎｇ１および結合効率κ１の組み合わせと、周囲長Ｌｒｉｎｇ２および結合効率κ２との組み合わせについて、周囲長の長い方の組み合わせでは短い方の組み合わせと比べて結合効率κが小さくされると良い。このようにすれば、各透過スペクトルの半値幅を合わせることが可能となって、上記効果を得ることができる。
【０１２１】
また、上記第２実施形態では、内出射光を反射しつつ、外への光の出力が行える第２反射部として、方向性結合器４０を例に挙げた。しかしながら、これは第２反射部の構成するものの一例を示したに過ぎず、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）などの他の反射構造によって第２反射部を構成しても良い。
【０１２２】
また、第１実施形態のように、外への光の出力を積極的に行わない第２反射部として、ループミラー１８を例に挙げた。しかしながら、これも第２反射部の構成するものの一例を示したに過ぎず、第２実施形態で挙げた方向性結合器４０やＤＢＲなどで第２反射部を構成しても良い。方向性結合器４０については、第１折返部４０ａと第２折返部４０ｂとの対向長やギャップに基づいて結合係数を調整できるし、光の位相が反転してπずれて互いに打ち消し合ようにできることから、反射率を０〜１００％の範囲で調整できる。同様に、ＤＢＲについても、ＤＢＲを構成する回折格子の周期や数を調整することで、反射率を０〜１００％の範囲で調整できる。したがって、反射率が高くなるような調整を行うことで、方向性結合器４０やＤＢＲを外への光の出力を積極的に行わない第２反射部として用いることも可能である。
【０１２３】
また、第５実施形態では、外出射光の取り出しを行う第４導波路１９を第１導波路１２に光結合しているが、第１導波路１２に限らず、第２導波路１４や第３導波路１６に対して第４導波路１９を光結合しても良い。勿論、第５実施形態で説明した第４導波路１９より光を取り出す構造を第３、第４実施形態に適用する場合においても同様である。
【０１２４】
なお、上記各実施形態において、第１導波路１２、第２導波路１４、第３導波路１６、第４導波路１９を直線状としているが、必ずしも直線状とする必要はない。また、第１リング共振器１３、第２リング共振器１５と各導波路とが光結合される部分をそれぞれ直線状としているが、この部分も直線状である必要は無く、光結合されていれば良い。
【符号の説明】
【０１２５】
１    光フィルタ
２    ＳＯＡ
１０  半導体基板
１２  第１導波路
１３  第１リング共振器
１４  第２導波路
１５  第２リング共振器
１６  第３導波路
１７  変調器
１８  ループミラー
【図１】
2020071448.tif 000003
【図２Ａ】
2020071448.tif 000004
【図２Ｂ】
2020071448.tif 000005
【図３】
2020071448.tif 000006
【図４】
2020071448.tif 000007
【図５】
2020071448.tif 000008
【図６】
2020071448.tif 000009
【図７】
2020071448.tif 000010
【図８】
2020071448.tif 000011
【図９】
2020071448.tif 000012
【図１０Ａ】
2020071448.tif 000013
【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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