(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本以上の並設された光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いの長さが設定量異なる複数のチャンネル導波路が並設されて成るアレイ導波路が接続され、該アレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続されて成る導波路構成を有し、前記少なくとも１本以上の光入力導波路の出射側と前記少なくとも１本以上の光出力導波路の入射側の少なくとも一方の光入（出）力導波路には、対応するスラブ導波路との間にアレイ導波路側に向かうにつれて拡幅する台形状導波路が接続されており、この台形状導波路はその下底側となる広幅端の端面がスラブ導波路に接続され上底側となる狭幅端の端面が対応する光入（出）力導波路に接続され、該台形状導波路が光入（出）力導波路に接続される側の狭幅端の端面の幅は光入（出）力導波路の幅よりも広幅と成しており、前記光入（出）力導波路と台形状導波路との間には、狭幅直線導波路が介設されており、該狭幅直線導波路の幅は接続相手の光入（出）力導波路の幅よりも狭幅と成していることを特徴とするアレイ導波路回折格子型光合分波器。
【請求項２】
１本以上の並設された光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いの長さが設定量異なる複数のチャンネル導波路が並設されて成るアレイ導波路が接続され、該アレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続されて成る導波路構成を有し、前記少なくとも１本以上の光入力導波路の出射側と前記少なくとも１本以上の光出力導波路の入射側の少なくとも一方の光入（出）力導波路には、対応するスラブ導波路との間にアレイ導波路側に向かうにつれて拡幅する台形状導波路が接続されており、この台形状導波路はその下底側となる広幅端がスラブ導波路に接続され上底側となる狭幅端の端面には該狭幅端の端面の幅と同じ幅の等幅導波路が形成され、この等幅導波路が光入（出）力導波路に接続される側の端面の幅は光入（出）力導波路の幅よりも広幅と成しており、前記光入（出）力導波路と等幅導波路との間には、前記光入（出）力導波路の幅よりも狭幅の狭幅直線導波路が設けられていることを特徴とするアレイ導波路回折格子型光合分波器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信分野などに使用されるアレイ導波路回折格子型光合分波器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光通信においては、その伝送容量を飛躍的に増加させる方法として、光波長多重通信の研究開発が盛んに行なわれ、実用化が進みつつある。光波長多重通信は、例えば互いに異なる波長を有する複数の光を波長多重化して伝送させるものであり、このような光波長多重通信のシステムにおいては、伝送される波長多重光から互いに異なる複数の波長の光を分波したり、互いに異なる複数の波長の光を合波する光合分波器が必要である。
【０００３】
この種の光合分波器には、以下のような性能が要求される。すなわち、第１に、予め定められた設定波長範囲内において、できるだけ狭い波長間隔で光の合分波を行なえることが要求される。第２に、合分波する光の中心波長付近における波長平坦性が優れていることが要求される。第３に、隣接する通過波長間のクロストーク（以下、隣接クロストークと呼ぶ）が低いことが要求される。
【０００４】
上記要求性能のうち、第１の要求性能を満たす光波長合分波器の一例として、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ；Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）型光合分波器がある。アレイ導波路回折格子型光合分波器は、例えば図２８の（ａ）に示すような導波路構成を有する光導波路部１０を基板１１上に形成したものである。
【０００５】
前記導波路構成は、１本以上の並設された光入力導波路１２の出射側に、第１のスラブ導波路１３が接続され、第１のスラブ導波路１３の出射側には、アレイ導波路１４が接続され、アレイ導波路１４の出射側には第２のスラブ導波路１５が接続され、第２のスラブ導波路１５の出射側には複数の並設された光出力導波路１６が接続されて形成されている。
【０００６】
前記アレイ導波路１４は、第１のスラブ導波路１３から導出された光を伝搬するものであり、複数のチャンネル導波路１４ａを並設して形成されており、隣り合うチャンネル導波路１４ａの長さは互いに設定量（ΔＬ）異なるように形成されている。また、光入力導波路１２、光出力導波路１６の太さは互いに等しく形成されている。
【０００７】
なお、光出力導波路１６は、例えばアレイ導波路回折格子型光合分波器によって分波される互いに異なる波長の信号光の数に対応させて設けられるものであり、アレイ導波路１４を構成するチャンネル導波路１４ａは、通常、例えば１００本といったように多数設けられるが、同図においては、図の簡略化のために、これらのチャンネル導波路１４ａ，光出力導波路１６及び光入力導波路１２の本数を簡略的に示してある。
【０００８】
図２８の（ａ）の鎖線枠Ａ内の拡大図の概略図が同図の（ｂ）に示されており、この図に示すように、従来のアレイ導波路回折格子型光合分波器においては、やや曲線形状の光入力導波路１２の出射側が第１のスラブ導波路１３の入射側に直接接続されている。また、同様に、第２のスラブ導波路１５の出射側に、やや曲線形状の光出力導波路１６の入射側が直接接続されている。
【０００９】
光入力導波路１２には、例えば送信側の光ファイバが接続されて、波長多重光が導入されるようになっており、光入力導波路１２を通って第１のスラブ導波路１３に導入された光は、その回折効果によって広がってアレイ導波路１４に入射し、アレイ導波路１４を伝搬する。
【００１０】
アレイ導波路１４を伝搬した光は、第２のスラブ導波路１５に達し、さらに、光出力導波路１６に集光されて出力されるが、アレイ導波路１４の隣り合うチャンネル導波路１４ａ長さが設定量互いに異なることから、アレイ導波路１４を伝搬した後に個々の光の位相にずれが生じ、このずれ量に応じて集束光の波面が傾き、この傾き角度により集光する位置が決まるため、波長の異なった光の集光位置は互いに異なることになり、その位置に光出力導波路１６を形成することによって、波長の異なった光を各波長ごとに異なる光出力導波路１６から出力できる。
【００１１】
例えば、同図に示すように、１本の光入力導波路１２から波長λ１，λ２，λ３，・・・λｎ（ｎは２以上の整数）の波長多重光を入力させると、これらの光は、第１のスラブ導波路１３で広げられ、アレイ導波路１４に到達し、アレイ導波路１４と第２のスラブ導波路１５を通って、前記の如く、波長によって異なる位置に集光され、互いに異なる光出力導波路１６に入射し、それぞれの光出力導波路１６を通って、光出力導波路１６の出射端から出力される。そして、各光出力導波路１６の出射端に光出力用の光ファイバを接続することにより、この光ファイバを介して、前記各波長の光が取り出される。
【００１２】
このアレイ導波路回折格子型光合分波器においては、回折格子の波長分解能の向上が回折格子を構成するアレイ導波路１４の各チャンネル導波路１４ａ長さの差（ΔＬ）に比例するために、ΔＬを大きく設計することにより、従来の回折格子では実現できなかった波長間隔の狭い波長多重光の光合分波が可能となり、高密度の光波長多重通信の実現に必要とされている、複数の信号光の光合分波機能、すなわち、波長間隔が１ｎｍ以下の複数の光信号を分波または合波する機能を果たすことができる。
【００１３】
上記アレイ導波路回折格子型光合分波器に、前記光合分波器への第２の要求特性である中心波長平坦性を持たせ、各光出力導波路１６から出射される光中心波長の３ｄＢ帯域幅（３ｄＢ通過帯域幅）を広くするために、例えば図２４に示すような構成のアレイ導波路回折格子型光合分波器が提案されている。この提案のアレイ導波路回折格子型光合分波器は、同図の（ａ）に示すように、図２８の（ａ）に示した従来のアレイ導波路回折格子型光合分波器とほぼ同様の導波路構成を有し、図２４の（ｂ）および図２５に示すように、各光入力導波路１２の出射側が特殊な構成と成している。
【００１４】
上記提案のアレイ導波路回折格子型光合分波器は、特開平８−１２２５５７号に開示されているものであり、各光入力導波路１２の出力端に、スリット状導波路５０を形成している。スリット状導波路５０は、図２５に示すように、テーパ角度θで拡幅するテーパ導波路部２Ａを有し、このテーパ導波路部２Ａの中央部に台形状のスリット１９を形成することにより２本の狭幅導波路部８が間隔を介して配置された構成と成している。狭幅導波路部８同士の間隔は、図の左側から右側にかけて（すなわち第１のスラブ導波路１３側に向けて）、ＣＷからＳＷに徐々に広く形成されている。
【００１５】
この提案のアレイ導波路回折格子型光合分波器によれば、特開平８―１２２５５７号に開示されている通り、例えば図２６に示す損失波長特性から分かるように、アレイ導波路回折格子型光合分波器によって合分波する光の３ｄＢ帯域幅を広くすることができる。
【００１６】
また、図１９に示すように、アレイ導波路回折格子型光合分波器の光入力導波路１２の出射側に、パラボリックテーパ導波路２０を接続した導波路構成や、図２０に示すように、光入力導波路１２の出射側にマルチモードインターフェース導波路２１を接続した導波路構成が提案されている。
【００１７】
図１９に示す構成は、特開平０９―２９７２２８号にＮＴＴが提案したアレイ導波路回折格子の構成であり、図２０に示す構成は、ＵＳ  Ｐａｔ．  ５６２９９９２にＢｅｌｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｉｎｃ．が提案したＰａｓｓｂａｎｄ  Ｆｌａｔｔｅｎｉｎｇ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｌｔｅｒｓに示されている構成である。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２４、２５に示したような、スリット状導波路５０を有するアレイ導波路回折格子型光合分波器は、構造が単純でないため、製造ばらつきが生じ易く、それに伴い、性能ばらつきも大きくなるといった問題があった。
【００１９】
また、このアレイ導波路回折格子型光合分波器は、上記３ｄＢ帯域幅を広くできるものの、波長平坦性を示すもう１つの尺度である１ｄＢ帯域幅を広くするために、３ｄＢ帯域幅を広くすると、波長平坦性を示すさらにもう１つの尺度であるリップル（例えば図２６のＢ部）が大きくなり、かつ、このリップルより１ｄＢ帯域幅が２つに割れ、結果として１ｄＢ帯域幅が狭くなり、さらに、前記光合分波器への第３の要求特性である隣接クロストークが大きく劣化することが分かった。
【００２０】
例えば、本発明者は、図２５に示したスリット状導波路５０を有するアレイ導波路型回折格子について、図２５における各長さ（Ｗ２、ＣＷ、ＳＷ等）やアレイ導波路型回折格子の比屈折率差等を以下に示す値として５個のアレイ導波路回折格子型光合分波器を試作し、その特性を求めた。
【００２１】
上記試作のアレイ導波路型回折格子は、図２５において、光入力導波路１２の導波路幅Ｗ１＝６．５μｍ、テーパ導波路部２Ａのテーパ角度θ＝０．４°、テーパ導波路部２Ａと狭幅導波路部８との接続部における狭幅導波路部８同士の間隔ＣＷ＝２．０μｍ、狭幅導波路部８と第１のスラブ導波路１３との接続部における狭幅導波路部８同士の間隔ＳＷ＝４．０μｍ、スリット状導波路５０と第１のスラブ導波路１３との接続部幅Ｗ２＝１５．０μｍとしたものである。
【００２２】
なお、特開平８―１２２５５７号公報には、３ｄＢ帯域幅を広くする条件として、上記間隔ＳＷと幅Ｗ２の比ＳＷ／Ｗ２を０．２〜０．６とすることが開示されているので、上記試作のアレイ導波路型回折格子においても、この条件となるように上記間隔ＳＷと幅Ｗ２の比ＳＷ／Ｗ２を設定した。
【００２３】
また、上記試作のアレイ導波路型回折格子は、全ての導波路の高さを６．５μｍとし、比屈折率差＝０．８％とし、さらに、波長間隔１００ＧＨｚ（波長１．５５μｍ帯域において約０．８ｎｍ間隔）となるようにした。これらの試作のアレイ導波路型回折格子について、その特性を調べた結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】
0003566918.tif 000002
【００２５】
なお、表１において、隣接クロストークは、中心波長に対して０．８±０．１ｎｍの波長範囲内における最悪クロストークとした。
【００２６】
表１から明らかなように、スリット状導波路５０の設計寸法が同じであるにもかかわらず、５個のアレイ導波路回折格子型光合分波器（サンプル１〜５）は、スリット状導波路５０の製造寸法ばらつきに起因して性能ばらつきが大きく、３ｄＢ帯域幅が広いものほどリップルが大きく、さらに隣接クロストークが劣化している。なお、サンプル１、４は、リップル量が１ｄＢを越えており、そのため、１ｄＢ帯域幅が割れ、１ｄＢ帯域幅が狭くなっている。
【００２７】
一般に、波長多重光伝送システム側から光合分波器に対して要求されている要求性能は、１ｄＢ帯域幅が０．３〜０．４ｎｍ以上、リップルが０．５ｄＢ以下、隣接クロストークが−２６ｄＢ以下とされている。そこで、例えば１ｄＢ帯域幅を０．３５ｎｍ以上、リップルを０．５ｄＢ以下、隣接クロストークを−２６ｄＢ以下と規格すると、表１のサンプル１〜５のうち、４個は不良となって、歩留まりは１／５となってしまう。また、この規格のうち、１ｄＢ帯域幅のみを０．４ｎｍ以上とした場合、表１のサンプル１〜５は、いずれも不良となってしまう。
【００２８】
そこで、本発明者は、前記光合分波器に対する第１〜第３の要求特性を満足できるアレイ導波路回折格子型光合分波器の構成を見出すために、図２５に示した構成を備えたアレイ導波路回折格子型光合分波器において、スリット状導波路５０の出力端から第１のスラブ導波路１３に入射する光の電界振幅分布（光振幅）を周知のビーム伝搬法によりシミュレートし、その結果から、以下の着想を得た。
【００２９】
すなわち、上記光電界振幅分布は、図２７に示すように二山形状を呈しており、２つの山の間隔ｃが広くなると３ｄＢ帯域幅が広くなる。したがって、間隔ｃの変動を受けて３ｄＢ帯域幅が大きく変動する。また、２つの山の間（電界振幅分布の中央部分）の落ち込み部分ｂが大きくなるとリップルが大きくなる。さらに、間隔ｃを広くすると、必然的に落ち込み部分ｂが大きくなることが分かった。また、３ｄＢ帯域が広くなると、リップルが大きくなり、例えば１ｄＢを越え、１ｄＢ帯域が割れ、１ｄＢ帯域幅が狭くなってしまう。
【００３０】
したがって、図２４、２５に示した提案の構成においては、２つの山の間隔ｃが広くなるように設計すれば３ｄＢ帯域幅を大きくできる反面、リップルも大きくなり、そのため１ｄＢ帯域幅が小さくなってしまうことになる。
【００３１】
また、なだらかな裾の部分ａ１、ａ２の影響を受けて、隣接クロストークの劣化が起こると推論した。
【００３２】
そして、この推論に基づき、アレイ導波路回折格子型光合分波器の光入力導波路側から第１のスラブ導波路に入射する光の電界振幅分布が、第１のスラブ導波路の入射面において以下の形状の電界振幅分布となるようにすれば、１ｄＢ帯域幅を大きくし、かつ、リップルを小さくし、さらに、隣接クロストークの劣化を抑制できると考えた。
【００３３】
すなわち、上記第１のスラブ導波路に入射する光の電界振幅分布を、図２７における落ち込み部分ｂが小さく、図２７における間隔ｃ（両端側の山の間隔）が大きく、かつ、図２７に示したような、なだらかな裾野部分ａ１、ａ２が生じない形状の光電界振幅分布形状となるようにすれば、上記効果を発揮できると考えた。
【００３４】
なお、図２５に示した構成において、特に、２本の狭幅導波路部８の導波路幅や相互の間隔が大きいと、１ｄＢ帯域幅、リップル、隣接クロストークのばらつきを大きく左右することも分かったので、光入力導波路の出射側の光導波回路構成は、同図に示したようなスリットを有していない導波路構成を有するものが好ましいと考えた。
【００３５】
また、本発明者は、図１９、２０に示した構成の従来例においても、光の電界振幅分布をビーム伝搬法によりシミュレーションにより求めた。なお、このシミュレーションに際し、光入力導波路１２の幅Ｗ１＝６．５μｍ、パラボリックテーパ導波路２０の長さＬ８＝９００μｍ、パラボリックテーパ導波路２０の出力端幅Ｗ８＝５０μｍ、マルチモードインターフェース導波路２１の長さＬ９＝５００μｍ、マルチモードインターフェース導波路２１の幅Ｗ９＝２５μｍとした。
【００３６】
その結果、図１９の構成における光電界振幅分布は図２１に示すようになり、図２０の構成における光電界振幅分布は図２２に示すようになった。
【００３７】
図２１に示すように、パラボリックテーパ導波路２０を有する構成における光電界振幅分布は二山から一山になる。また、図２２に示すように、マルチモードインターフェース導波路２１を有する構成における光電界振幅分布は、その出射端において三山形状となっているが、この形状は、図２３に示すように、裾野部分ａ１、ａ２の立ち上がりが悪いことが分かった。
【００３８】
さらに、パラボリックテーパ導波路２０は、斜辺が曲線であるために、設計通り形成することが難しく、製造歩留まりが悪いことも分かった。
【００３９】
したがって、図１９、２０に示した提案の構成においても、前記光合分波器に対する第１〜第３の要求特性を満足することはできないことが分かった。
【００４０】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、上記１ｄＢ帯域幅が広く、リップルが小さく、隣接クロストークが低く、製造歩留まりの高いアレイ導波路回折格子型光合分波器を提供することにある。
【００４１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明のアレイ導波路回折格子型光合分波器は、１本以上の並設された光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いの長さが設定量異なる複数のチャンネル導波路が並設されて成るアレイ導波路が接続され、該アレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続されて成る導波路構成を有し、前記少なくとも１本以上の光入力導波路の出射側と前記少なくとも１本以上の光出力導波路の入射側の少なくとも一方の光入（出）力導波路には、対応するスラブ導波路との間にアレイ導波路側に向かうにつれて拡幅する台形状導波路が接続されており、この台形状導波路はその下底側となる広幅端の端面がスラブ導波路に接続され上底側となる狭幅端の端面が対応する光入（出）力導波路に接続され、該台形状導波路が光入（出）力導波路に接続される側の狭幅端の端面の幅は光入（出）力導波路の幅よりも広幅と成しており、前記光入（出）力導波路と台形状導波路との間には、狭幅直線導波路が介設されており、該狭幅直線導波路の幅は接続相手の光入（出）力導波路の幅よりも狭幅と成している構成をもって課題を解決する手段としている。
【００４４】
また、第２の発明のアレイ導波路回折格子型光合分波器は、１本以上の並設された光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いの長さが設定量異なる複数のチャンネル導波路が並設されて成るアレイ導波路が接続され、該アレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続されて成る導波路構成を有し、前記少なくとも１本以上の光入力導波路の出射側と前記少なくとも１本以上の光出力導波路の入射側の少なくとも一方の光入（出）力導波路には、対応するスラブ導波路との間にアレイ導波路側に向かうにつれて拡幅する台形状導波路が接続されており、この台形状導波路はその下底側となる広幅端がスラブ導波路に接続され上底側となる狭幅端の端面には該狭幅端の端面の幅と同じ幅の等幅導波路が形成され、この等幅導波路が光入（出）力導波路に接属される側の端面の幅は光入（出）力導波路の幅よりも広幅と成しており、前記光入（出）力導波路と等幅導波路との間には、前記光入（出）力導波路の幅よりも狭幅の狭幅直線導波路が設けられている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００４８】
本発明者は、上記１ｄＢ帯域幅が広く、リップルが小さく、隣接クロストークが低いアレイ導波路回折格子型光合分波器を構成するために、光入力導波路と第１のスラブ導波路との接続部構成に着目し、様々に検討を行なった。
【００４９】
そして、アレイ導波路回折格子型光合分波器の、少なくとも１本以上の光入力導波路の出射側に、マルチモードとなる幅のマルチモード導波路を接続し、該マルチモード導波路の少なくとも一部分にアレイ導波路側に向かうにつれて拡幅する形状の導波路を有している構成とすることにより、光入力導波路側から第１のスラブ導波路に入射する光の電界振幅分布を、例えば図５に示すような、山の間隔ｃ’が広く、落ち込み部分ｂ’が小さく、かつ、裾野部分が切り落とされた形状にできることを見出した。
【００５０】
具体的には、例えば上記光入力導波路の出射側に、第１のスラブ導波路側に向かうにつれて拡幅する（例えば斜辺が実質的にほぼ直線の）台形状導波路を接続し、この台形状導波路の上底（光入力導波路側の辺）を光入力導波路の幅よりも広幅として台形状導波路の全領域において光入力導波路幅より広幅とすることにより、第１のスラブ導波路の入射面において、光入力導波路側から第１のスラブ導波路に入射する光の電界振幅分布を、例えば図５に示すような形状にできることを見出した。
【００５１】
この理由は、光が台形状導波路に入射したときに規格化周波数を２．４以上となるようにすることにより、光が台形状導波路の幅方向にマルチモード分布として広がり、ついで台形状導波路において光の電界振幅分布を変化させながら伝搬していく。そして、台形状導波路がアレイ導波路側に向かうにつれて拡幅していることから、光電界振幅分布の裾野部分を切り落としていくようにして（裾野部分の立ち上がりを良好にして）、かつ、光電界振幅分布の山形状の間隔ｃ’を広くしていくためであると、本発明者は考察している。
【００５２】
本発明は、上記検討に基づいて例えば光入力導波路の出射端側に上記台形状導波路等の、アレイ導波路側に向かうにつれて拡幅する形状を備えたマルチモード導波路を設けることにより、第１のスラブ導波路の入射面における光入力導波路側から第１のスラブ導波路に入射する光の電界振幅分布を、例えば図５に示したように、両端側の山の間隔ｃ’が大きく、かつ、図２７に示したような、なだらかな裾野部分ａ１、ａ２が生じない形状とすることができ、それにより、１ｄＢ帯域幅が広く、リップルｂ’が小さく、隣接クロストークが低いアレイ導波路回折格子型光合分波器を提供することが可能となる。
【００５３】
特に、本発明において、例えば光入力導波路と台形状導波路との間に光入力導波路幅より狭幅の直線導波路を設けることにより、光入力導波路が曲線部を有していて、光がこの曲線部を伝搬するときに光強度分布の中心位置が光入力導波路幅方向中心位置からずれたとしても、直線導波路を通るときに光強度分布の中心位置を直線導波路中心に移動させることができ、光強度中心を台形状導波路の幅方向中心に入射できるため、台形状導波路を出射する光強度分布形状を全体的に歪みの無いものとすることが可能となる。
【００５４】
なお、アレイ導波路回折格子型光合分波器は光回路の相反性を利用して形成されているので、各光出力導波路の入射側に、例えば光出力導波路幅よりも広幅で、アレイ導波路側に向かうにつれて拡幅する（例えば斜辺が実質的にほぼ直線の）台形状導波路を接続するといったように、少なくとも一部分にアレイ導波路側に向かうにつれて拡幅する形状の導波路を備えたマルチモード導波路を接続した場合も同様に、１ｄＢ帯域幅が広く、リップルが小さく、隣接クロストークが低いアレイ導波路回折格子型光合分波器を提供することが可能となる。
【００５５】
また、上記本発明の構成は、図２５に示したような複雑な構成を有しておらず、簡単な構成であるため、容易に製造可能で、製造歩留まりの高いアレイ導波路回折格子型光合分波器となる。
【００５６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図１の（ａ）には、本発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波器の第１実施形態例の要部構成図が、その動作と共に模式的に示されており、図１の（ｂ）には、同図の（ａ）に示す破線枠Ａ内の拡大図が示されている。さらに、この拡大図における１本の光入力導波路１２の端部をより具体的に示したものが、図２に示されている。
【００５７】
本実施形態例は、図１の（ａ）に示すように、図２４、２８に示したアレイ導波路回折格子とほぼ同様に構成されており、本実施形態例が従来例および提案例と異なる特徴的なことは、図１の（ｂ）および図２に示すように、各光入力導波路１２の出射側に、光入力導波路１２の幅よりも狭幅の直線導波路（狭幅直線導波路）１を接続し、さらに、各直線導波路１の出射側に、前記各光入力導波路１２の幅よりも広幅で、かつ、第１のスラブ導波路１３側に向かうにつれて拡幅する台形状導波路５を接続したことである。台形状導波路５の斜辺３は実質的にほぼ直線と成している。
【００５８】
図２に示すように、台形状導波路５は、対応する各光入力導波路１２の幅（Ｗ１）よりも広幅（Ｗ３）の上底４を有しており、テーパ角度θで拡幅している。そして、このような構成により、台形状導波路５の幅は、台形状導波路５の全領域において、対応する光入力導波路１２の幅よりも広幅と成している。また、台形状導波路５の下底６は僅かに曲線状と成しており、この下底６の幅はＷ４である。
【００５９】
なお、図２に示す光導波回路の構成は、シングルモード導波路としての光入力導波路１２の出射側に、直線導波路１を介して台形状導波路５を接続した構成であり、台形状導波路５は、マルチモードとなる幅のマルチモード導波路として機能し、かつ、光の進行方向に向かうにつれて拡幅する形状のマルチモード拡幅形状導波路として機能する。
【００６０】
また、各直線導波路１の幅方向の中心は、対応する台形状導波路５の入射端の幅方向の中心と位置合わせされており、前記各直線導波路１は、各直線導波路１に接続されている光入力導波路１２を伝搬してきた光信号のパワーの中心を直線導波路１の幅方向の中心に移動させて、該光信号パワー中心を台形状導波路５の入射端の幅方向の中心に入射させる光パワー中心位置調整手段と成している。直線導波路１の幅はＷ２であり、その長さはＬ１である。
【００６１】
本実施形態例において、上記パラメータは、以下のように形成されている。すなわち、光入力導波路１２の幅Ｗ１＝６．５μｍ、直線導波路１の幅Ｗ２＝３．０μｍ、直線導波路１の長さＬ１＝５００μｍ、台形状導波路５の上底４の幅Ｗ３＝２０．０μｍ、テーパ角度θ＝０．４°、台形状導波路５の下底６の幅Ｗ４＝３５．０μｍである。また、本実施形態例のアレイ導波路回折格子型光合分波器は、波長１．５５μｍ帯において約０．８ｎｍの波長間隔で（言い換えれば波長間隔１００ＧＨｚで）光波長合分波を行なう機能を有するものとした。
【００６２】
本実施形態例は以上のように構成されており、本実施形態例でも、従来のアレイ導波路回折格子と同様に、光入力導波路１２には、例えば送信側の光ファイバが接続されて、波長多重光が導入されるようになっているが、本実施形態例では、光入力導波路１２を通った光は、直線導波路１に入射し、直線導波路１によって、光パワーの中心が直線導波路１の中心に移動させられ、光パワーの中心が台形状導波路５の幅方向の中心に入射する。
【００６３】
そして、前記規格化周波数（Ｖ値）を２．４以上とすることにより、台形状導波路５に入射された光は導波路幅方向にマルチモード分布として広がり、ついで、台形状導波路５において光電界振幅分布を変化させながら進行していく。そして、台形状導波路５が第１のスラブ導波路１３側に向かうにつれて拡幅していることから、光電界振幅分布の裾野部分は光の進行に伴って切り落とされながら、光電界振幅分布は全体として分布幅を広げながら進行していくと考えられる。
【００６４】
図４には、この光電界振幅分布をシミュレーションした結果が示されている。同図に示すように、直線導波路１から台形状導波路５に入射した直後の光電界振幅分布は一山であり、その後、二山形状となり、台形状導波路５内で光電界振幅分布形状が変化していって、台形状導波路５の出射端（下底６）では四山形状になっている。
【００６５】
また、図５には、台形状導波路５の出射端における光電界振幅分布形状が示されており、同図に示す光電界振幅分布は、両端側の山の間隔ｃ’が大きく、落ち込み部分ｂ’が小さく、しかも、裾野部分（両端側）の立ち上がりが図２７に示した光電界振幅分布に比較して非常に良好である。
【００６６】
本実施形態例によれば、光入力導波路１２の出射側に、直線導波路１と台形状導波路５を接続することにより、光電界振幅分布を上記のように変化させ、台形状導波路５の出射端（言い換えれば第１のスラブ導波路１３の入射面）における光の電界振幅分布を、図５に示すような四山の形状にでき、１ｄＢ帯域幅が広く、リップルが小さく、隣接クロストークが低いアレイ導波路回折格子型光合分波器を提供することができる。
【００６７】
また、図４から明らかなように、上記光電界振幅分布は台形状導波路５の長手方向で変化していくので、台形状導波路５の長さを適宜設定することにより、台形状導波路５の出射端における光電界振幅分布形状を可変できる。したがって、本実施形態例の構成において、アレイ導波路回折格子型光合分波器の仕様などに応じて、台形状導波路５の長さや幅、テーパ角度θを設定することにより、上記特性を有するアレイ導波路回折格子型光合分波器を仕様に合わせて製造することができる。
【００６８】
さらに、本実施形態例は、図２５に示した構成と異なり、各光入力導波路１２の出射側に、直線導波路１と、第１のスラブ導波路１３側に向かうにつれて拡幅する斜辺３が実質的にほぼ直線の台形状導波路５を接続した簡単な構成であるため、容易に製造可能で、製造歩留まりの高いアレイ導波路回折格子型光合分波器とすることができる。
【００６９】
（実施例）
以下、上記第１実施形態例の実施例について説明する。まず、上記第１実施形態例の構成のアレイ導波路回折格子型光合分波器を、以下の製造方法によって製造した。すなわち、Ｓｉ基板の上に火炎堆積法によって下部クラッド層（ＳｉＯ２が主成分）、コア層（例えばＧｅＯ２を添加したＳｉＯ２が主成分）を順次積層透明ガラス化し、ついで、フォトリソグラフィーとドライエッチングにより、図１に示した導波路構成をコアにより形成した。その後、火炎堆積法により上部クラッド層（ＳｉＯ２が主成分）を積層した後、全体を加熱して透明ガラス化して光合分波器とした。
【００７０】
そして、このアレイ導波路回折格子型光合分波器を実施例１として、その光通過スペクトルを測定し、損失波長特性を求めた。その結果が図３に示されており、このアレイ導波路回折格子型光合分波器における１ｄＢ帯域幅は０．７ｎｍ、リップルは０．２ｄＢ、隣接クロストークは−２８ｄＢとなった。
【００７１】
これらの各値を表１に示した提案例のアレイ導波路回折格子型光合分波器における各値と比較すると明らかなように、実施例１のアレイ導波路回折格子型光合分波器は、上記各値が非常に良好な値で、合分波する光の中心波長付近における波長平坦性が優れ、かつ、隣接クロストークが低い、光合分波器として優れた特性を有することが確認できた。
【００７２】
また、上記と同様の製造方法によって、表２に示すパラメータを有し、上記実施形態例と同様の導波路構成を有する３つのアレイ導波路回折格子型光合分波器を製造し、実施例２〜４とした。なお、これらのアレイ導波路回折格子型光合分波器も、波長１．５５μｍ帯において約０．８ｎｍの波長間隔で光合分波を行なうものである。
【００７３】
【表２】
0003566918.tif 000003
【００７４】
そして、表２に示した実施例４において、上記実施形態例と同様に、光電界振幅分布をシミュレーションした結果、図６に示すように、台形状導波路５内で光電界振幅分布形状が変化し、台形状導波路５の出射端（下底６）では二山形状になった。また、台形状導波路５の出射端における光電界振幅分布形状は、図７に示すようになり、同図に示す光電界振幅分布は、山の間隔ｃ’が大きく、落ち込み部分ｂ’が小さく、しかも、裾野部分（両端側）の立ち上がりが図２７に示した光電界振幅分布に比較して非常に良好であることが分かった。
【００７５】
そして、実施例２〜４について、損失波長特性を測定したところ、表３に示す結果が得られ、いずれも、その特性は、前記提案例のアレイ導波路回折格子型光合分波器における損失波長特性（図２６）に比べて良好であることが分かった。
【００７６】
【表３】
0003566918.tif 000004
【００７７】
なお、台形状導波路５の下底６における光電界振幅分布は、上記実施例１においては四山形状であったのに対し、上記実施例４においては二山形状であったが、実施例４においても、その山の間隔ｃ’は大きく、落ち込み部分ｂ’が小さく、裾野部分（両端側）の立ち上がりが良好である。そのため、表３に示したように、実施例４においても、１ｄＢ帯域幅が広く、リップルが小さく、隣接クロストークが低いアレイ導波路回折格子型光合分波器を提供することができる。
【００７８】
次に、実施例２の寸法を設計値として３つのアレイ導波路回折格子型光合分波器を製造し、それぞれにおける損失波長特性を測定したところ、表４に示す結果が得られ、製造ばらつきが非常に小さいことが確認された。なお、これらの光合分波器を、表４においては、第１〜第３の光合分波器として示した。また、光合分波器１〜３の特性も、提案例のアレイ導波路回折格子型光合分波器における損失波長特性に比べて良好である。
【００７９】
【表４】
0003566918.tif 000005
【００８０】
そして、例えば１ｄＢ帯域幅が０．３５ｎｍ以上、リップルが０．５ｄＢ以下、隣接クロストークが−２６ｄＢ以下を規格とした場合も、この規格のうち１ｄＢ帯域幅を０．４ｎｍ以上とした場合も、表４に示した全てのアレイ導波路回折格子型光合分波器が合格となっている。
【００８１】
以上のように、各実施例によって、上記第１実施形態例の有効性がより一層確実に確認できた。
【００８２】
次に、本発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波器の第２実施形態例について説明する。なお、本第２実施形態例の説明において、上記第１実施形態例との重複説明は省略する。図８には、本第２実施形態例のアレイ導波路回折格子型光合分波器における光入力導波路１２の出射側と第１のスラブ導波路１３との接続構造が示されている。本第２実施形態例は上記第１実施形態例とほぼ同様に構成されており、本第２実施形態例が上記第１実施形態例と異なる特徴的なことは、直線導波路１を省略し、光入力導波路１２の出射側に台形状導波路５を直接接続したことである。
【００８３】
本実施形態例では、光入力導波路１２を伝搬する光強度の中心位置が光入力導波路１２の幅方向中心位置からずれないように設計しており、したがって、上記第１実施形態例に設けた直線導波路１を省略しても、台形状導波路５によって光電界振幅分布を適切に変化させ、上記第１実施形態例と同様の作用により同様の効果を奏することができる。
【００８４】
なお、本第２実施形態例において、光入力導波路１２の幅Ｗ１＝６．５μｍ、台形状導波路５の上底４の幅Ｗ３＝２０．０μｍ、テーパ角度θ＝０．４°、台形状導波路５の下底６の幅Ｗ４＝３５．０μｍとした場合の、光電界振幅分布シミュレーション結果が図９に示されており、台形状導波路５の下底６における光電界振幅分布形状が図１０に示されている。これらの図に示すように、本第２実施形態例でも上記第１実施形態例と同様に、台形状導波路５の出射端における光の電界振幅分布を、山の間隔ｃ’が大きく、落ち込み部分ｂ’が小さく、裾野の立ち上がりが良好な形状にできる。
【００８５】
そのため、本第２実施形態例も上記第１実施形態例と同様に、１ｄＢ帯域幅が広く、リップルが小さく、隣接クロストークが低いアレイ導波路回折格子型光合分波器とすることができる。
【００８６】
次に、本発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波器の第３実施形態例について説明する。なお、本第３実施形態例の説明において、上記第１、第２実施形態例との重複説明は省略する。図１１の（ａ）、（ｂ）には、本第３実施形態例のアレイ導波路回折格子型光合分波器における光入力導波路１２の出射側と第１のスラブ導波路１３との接続構造が示されている。
【００８７】
本第３実施形態例は上記第１実施形態例とほぼ同様に構成されており、本第３実施形態例が上記第１実施形態例と異なる特徴的なことは、直線導波路（狭幅直線導波路）１の出射側と台形状導波路５との間に、台形状導波路５の狭幅端（上底４）と等幅の等幅導波路９を形成したことである。本第３実施形態例は、この構成により、等幅導波路９と台形状導波路５とによって前記マルチモード導波路を形成している
【００８８】
本第３実施形態例は、上記第１実施形態例とほぼ同様に構成されていることから、直線導波路１によって、光パワーの中心を直線導波路１の中心に移動させて等幅導波路９の幅方向の中心に入射し、前記規格化周波数（Ｖ値）を２．４以上とすることにより、等幅導波路９に入射した光を導波路幅方向にマルチモード分布として広げ、ついで、台形状導波路５において、上記第１実施形態例と同様に光電界振幅分布を変化させながら進行させることができる。
【００８９】
なお、図１２には、この第３実施形態例において、光入力導波路１２の幅Ｗ１＝６．５μｍ、直線導波路１の幅Ｗ２＝３．０μｍ、直線導波路１の長さＬ１＝５００μｍ、等幅導波路９の幅（台形状導波路５の上底４の幅）Ｗ３＝２０．０μｍ、等幅導波路９の長さＬ２＝２５０μｍ、テーパ角度θ＝０．４°、台形状導波路５の下底６の幅Ｗ４＝３５．０μｍとした場合の、光電界振幅分布シミュレーション結果が示されており、台形状導波路５の出射端（下底６）における光電界振幅分布形状が図１３に示されている。
【００９０】
これらの図に示すように、本第３実施形態例では、直線導波路１から等幅導波路９に入射した直後の光電界振幅分布は一山であり、その後、二山形状となり、台形状導波路５内で光電界振幅分布形状が変化していって、台形状導波路５の出射端（下底６）では三山形状になっている。そして、本第３実施形態例でも上記第１実施形態例と同様に台形状導波路５の出射端における光の電界振幅分布を、山の間隔ｃ’が大きく、図２７に比べて落ち込み部分ｂ’が小さく、裾野の立ち上がりが良好な形状にできる。
【００９１】
したがって、本第３実施形態例も、上記第１実施形態例と同様の作用によって同様の効果を奏することができる。
【００９２】
（実施例）
以下、上記第３実施形態例の実施例について説明する。上記第１実施形態例の実施例と同様の製造方法によって、第３実施形態例の構成のアレイ導波路回折格子型光合分波器を製造し、実施例５〜７とした。なお、各実施例５〜７は、表５に示すパラメータを有し、波長１．５５μｍ帯において約０．８ｎｍの波長間隔で光合分波を行なうものである。
【００９３】
【表５】
0003566918.tif 000006
【００９４】
図１４には、実施例７のアレイ導波路回折格子型光合分波器について、台形状導波路５の出射端における光電界振幅分布をビーム伝搬法でシミュレーションした結果が示されている。この光電界振幅分布は二山形状であるが、山の間隔ｃ’が大きく、落ち込み部分ｂ’が小さく、全体として平坦化し、かつ裾野部分は急激な立ち上がりを示している。
【００９５】
また、各実施例５〜７のアレイ導波路回折格子型光合分波器の光出力導波路１６における損失波長特性を測定した結果、表６に示す結果が得られた。
【００９６】
【表６】
0003566918.tif 000007
【００９７】
表６の各値を表１に示した提案例のアレイ導波路回折格子型光合分波器における各値と比較すると明らかなように、各実施例５〜７のアレイ導波路回折格子型光合分波器は、１ｄＢ通過帯域幅が提案例と同等かそれよりも広く、しかも隣接クロストークの劣化が起こっていない。しかも、各実施形態例５〜７のアレイ導波路型回折格子は、リップルも０．１５ｄＢ以下に抑えられていることがわかった。
【００９８】
次に、実施例５の寸法を設計値として３つのアレイ導波路回折格子型光合分波器を製造し、それぞれにおける損失波長特性を測定したところ、表７に示す結果が得られ、製造ばらつきが非常に小さいことが確認された。なお、これらの光合分波器を、表７においては、第４〜第６の光合分波器として示した。光合分波器４〜６の特性も、提案例のアレイ導波路回折格子型光合分波器における損失波長特性に比べて良好であり、例えば−２６ｄＢ以下を合格品の規格値であるとした場合、表７に示す全ての光合分波器が合格品になっている。
【００９９】
【表７】
0003566918.tif 000008
【０１００】
これは、本第３実施形態例における光入力導波路１２と第１のスラブ導波路１３との接続部の構造が、提案例におけるスリット状導波路５０に比べて簡単であり、したがって製造時における寸法諸元のばらつきを小さくすることができることによる。
【０１０１】
以上のように、実施例５〜７によって、上記第３実施形態例の有効性がより一層確実に確認できた。
【０１０２】
次に、本発明のアレイ導波路回折格子型光合分波器の第４実施形態例について説明する。図１５には、この第４実施形態例における光入力導波路１２の出射側と第１のスラブ導波路１３との接続構造が示されている。本第４実施形態例は、上記第３実施形態例とほぼ同様に構成されており、本第４実施形態例が上記第３実施形態例と異なる特徴的なことは、直線導波路１を省略したことである。
【０１０３】
本第４実施形態例は、上記第２実施形態例と同様に、光入力導波路１２を伝搬する光強度の中心位置が光入力導波路１２の幅方向中心位置からずれないように設計しており、直線導波路１を省略しても、等幅導波路９と台形状導波路５を通すことによって光電界振幅分布を適切に変化させることができる。したがって、本第４実施形態例も、上記第３実施形態例と同様の効果を奏することができる。
【０１０４】
図１６には、本第４実施形態例において、光入力導波路１２の幅Ｗ１＝６．５μｍ、等幅導波路９の幅（台形状導波路５の上底４の幅）Ｗ３＝２０．０μｍ、等幅導波路９の長さＬ２＝２５０μｍ、テーパ角度θ＝０．４°、台形状導波路５の下底６の幅Ｗ４＝３５．０μｍとした場合の、光電界振幅分布シミュレーション結果が示されており、台形状導波路５の下底６における光電界振幅分布形状が図１７に示されている。
【０１０５】
本第４実施形態例でも上記各実施形態例と同様に、台形状導波路５の出射端における光の電界振幅分布を、山の間隔ｃ’が大きく、落ち込み部分ｂ’が比較的小さく、裾野の立ち上がりが良好な形状にできる。
【０１０６】
図１８には、上記パラメータを有する第４実施形態例のアレイ導波路回折格子型光合分波器の通過スペクトルを測定し、損失波長特性を求めた結果が示されており、この損失波長特性の先端部分は非常に平坦な波形となった。また、同図から明らかなように、このアレイ導波路回折格子型光合分波器は、１ｄＢ通過帯域幅が０．８ｎｍ、隣接クロストークは−２８ｄＢ、リップルは０．２ｄＢであり、非常に良好な特性となった。
【０１０７】
以上のように、上記各実施形態例のような本発明の新たな構成によって初めて、上記優れた効果を奏することができる優れたアレイ導波路回折格子型光合分波器を提供できることを確認できた。
【０１０８】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記各実施形態例では、各光入力導波路１２の出射側に台形状導波路５を設けたが、少なくとも１本以上の光入力導波路１２の出射側に台形状導波路５を設けてもよいし、少なくとも１本以上の光出力導波路１６の入射側に第２のスラブ導波路１５に向かうにつれて拡幅する台形状導波路５を接続してもよい。また、少なくとも１本以上の光入力導波路１２の出射側と少なくとも１本以上の光出力導波路１６の入射側の両方に上記台形状導波路５を設けてもよい。
【０１０９】
さらに、少なくとも１本以上の光出力導波路１６側に台形状導波路５を設ける場合に、該光出力導波路１６と台形状導波路５の間に、上記第１実施形態例のような直線導波路１を介設してもよい。また、該光出力導波路１６と台形状導波路５の間に、上記第３、４実施形態例のように、等幅導波路９や直線導波路（狭幅直線導波路）１を形成してもよい。
【０１１０】
なお、光出力導波路１６側に台形状導波路５を設ける場合は、台形状導波路５の幅を光出力導波路１６の幅よりも広幅と成し、各光出力導波路１６と台形状導波路５の間に直線導波路１を介設する場合は、該直線導波路１の幅を光出力導波路１６の幅よりも狭幅と成すようにする。
【０１１１】
さらに、本発明において、台形状導波路の幅や長さやテーパ角度、直線状導波路の長さや幅、等幅導波路の長さ等は特に限定されるものではなく適宜設定されるものであり、例えば図４、６、９、１２、１６に示したような光電界振幅分布のシミュレーション結果に基づいて、アレイ導波路回折格子型光合分波器の仕様に合わせて上記各値を設定することにより、上記各実施形態例のような優れた効果を奏するアレイ導波路回折格子型光合分波器とすることができる。
【０１１２】
さらに、本発明のアレイ導波路回折格子型光合分波器に適用されるマルチモード導波路は必ずしも台形状導波路を有する構成とするとは限らず、マルチモード導波路は、マルチモードとなる幅を有し、マルチモード導波路の少なくとも一部分にアレイ導波路側に向かうにつれて拡幅する形状の導波路を有している構成とすればよい。
【０１１３】
さらに、上記各実施形態例においては、アレイ導波路回折格子型光合分波器の回路構成の一部分として、例えば図２、８、１１、１５に示したような本発明の光導波回路の構成を適用したが、本発明の光導波回路は、アレイ導波路回折格子型光合分波器以外の回路構成に適用してもよい。
【０１１４】
さらに、本発明の光導波回路に適用されるマルチモード導波路は必ずしも台形状導波路を有する構成とするとは限らず、マルチモード導波路は、マルチモードとなる幅を有し、マルチモード導波路の少なくとも一部分に光の進行方向に向かうにつれて拡幅する形状のマルチモード拡幅形状導波路を有している構成とすればよい。
【０１１５】
【発明の効果】
本発明のアレイ導波路回折格子型光合分波器は、例えば光入力導波路の出射側に、マルチモードとなる幅のマルチモード導波路を接続し、該マルチモード導波路の少なくとも一部分にアレイ導波路側に向かうにつれて拡幅する形状の導波路を有する構成としたものであり、例えば光入力導波路の出射側に、アレイ導波路側に向かうにつれて拡幅する斜辺が実質的にほぼ直線の台形状導波路を接続し、この台形状導波路の幅を光入力導波路幅より広幅とするものである。
【０１１６】
上記構成の本発明のアレイ導波路回折格子型光合分波器は、その上記特徴的な構成により光を台形状導波路の幅方向にマルチモード分布として広げ、アレイ導波路側（第１のスラブ導波路側）に向かうにつれて光電界振幅分布の裾野部分の立ち上がりを良好にし、かつ、光電界振幅分布の山形状の間隔を広くしていくことができると考えられる。
【０１１７】
したがって、上記構成の本発明のアレイ導波路回折格子型光合分波器によれば、１ｄＢ帯域幅が広く、リップルが小さく、隣接クロストークが低い、波長多重用光合分波器として非常に優れた性能のアレイ導波路回折格子型光合分波器とすることができる。また、上記本発明の構成は、簡単な構成であるため、容易に製造可能で、製造歩留まりの高いアレイ導波路回折格子型光合分波器とすることができる。
【０１１８】
また、アレイ導波路回折格子型光合分波器は、光回路の相反性を有しているために、本発明のアレイ導波路回折格子型光合分波器において、光出力導波路の入射側に、アレイ導波路側に向かうにつれて拡幅する斜辺がほぼ直線の台形状導波路を接続し、この台形状導波路の幅を光出力導波路幅より広幅とする等、光出力導波路の入射側に、少なくとも一部分にアレイ導波路側に向かうにつれて拡幅する形状の導波路を有するマルチモード導波路を接続した場合も、同様の効果を奏することができる。
【０１１９】
また、上記台形状導波路の狭幅端に該狭幅端と同じ幅の等幅導波路を形成したアレイ導波路回折格子型光合分波器においても、上記と同様の効果を奏することができる。
【０１２０】
さらに、各光入力導波路と台形状導波路との間に光入力導波路よりも狭幅の直線導波路を介設したり、等幅導波路を形成した構成において狭幅導波路と対応する光入力導波路の間に狭幅直線導波路を設けた本発明のアレイ導波路回折格子型光合分波器によれば、光入力導波路が曲線部を有していて、光がこの曲線部を伝搬するときに光強度分布の中心位置が光入力導波路幅方向中心位置からずれたとしても、直線導波路を通るときに光強度分布の中心位置を直線導波路中心に移動させることができる。したがって、この構成により、光強度中心を台形状導波路の幅方向中心に入射できるため、台形状導波路を出射する光強度分布形状を全体的に歪みの無いものとすることができる。
【０１２１】
また、アレイ導波路回折格子型光合分波器は、光回路の相反性を有しているために、台形状導波路と対応する光出力導波路との間に光出力導波路よりも狭幅の直線導波路を介設した本発明のアレイ導波路回折格子型光合分波器や等幅導波路と対応する光出力導波路との間に狭幅直線導波路を介設した本発明のアレイ導波路回折格子型光合分波器においても、上記と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波器の第１実施形態例を模式的に示す構成図である。
【図２】上記実施形態例における光入力導波路の出力端側構成を具体的に示す説明図である。
【図３】上記第１実施形態例のアレイ導波路回折格子型光合分波器の実施例１における波長損失特性を示すグラフである。
【図４】上記実施形態例における光入力導波路と直線導波路と台形状導波路を伝搬する光電界振幅分布を立体的に示すシミュレーション結果の説明図である。
【図５】上記実施形態例における台形状導波路の出力端における光電界振幅分布を示すグラフである。
【図６】上記実施形態例のアレイ導波路回折格子型光合分波器の実施例４における光入力導波路と直線導波路と台形状導波路を伝搬する光電界振幅分布を立体的に示すシミュレーション結果の説明図である。
【図７】上記実施例４における台形状導波路の出力端における光電界振幅分布を示すグラフである。
【図８】本発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波器の第２実施形態例における光入力導波路出力端側構成を示す説明図である。
【図９】上記第２実施形態例における光入力導波路と台形状導波路を伝搬する光電界振幅分布を立体的に示すシミュレーション結果の説明図である。
【図１０】上記第２実施形態例における台形状導波路の出力端における光電界振幅分布を示すグラフである。
【図１１】本発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波器の第３実施形態例における光入力導波路出力端側構成（ａ）と、その具体的構成（ｂ）の模式図である。
【図１２】上記第３実施形態例における光入力導波路から台形状導波路に至る導波路を伝搬する光電界振幅分布例を立体的に示すシミュレーション結果の説明図である。
【図１３】上記第３実施形態例における台形状導波路の出力端における光電界振幅分布を示すグラフである。
【図１４】上記第３実施形態例の実施例５における台形状導波路の出力端における光電界振幅分布を示すグラフである。
【図１５】本発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波器の第４実施形態例における光入力導波路出力端側構成を示す説明図である。
【図１６】上記第４実施形態例における光入力導波路と等幅導波路と台形状導波路を伝搬する光電界振幅分布を立体的に示すシミュレーション結果の説明図である。
【図１７】上記第４実施形態例における台形状導波路の出力端における光電界振幅分布を示すグラフである。
【図１８】上記第４実施形態例における波長損失特性を示すグラフである。
【図１９】従来提案されているアレイ導波路回折格子型光合分波器における光入力導波路の出力端側構成例を示す説明図である。
【図２０】従来提案されているアレイ導波路回折格子型光合分波器における光入力導波路の出力端側構成の別の例を示す説明図である。
【図２１】図１９に示した構成における光入力導波路とパラボリックテーパ導波路を伝搬する光電界振幅分布を立体的に示すシミュレーション結果の説明図である。
【図２２】図２０に示した構成における光入力導波路とマルチモードインターフェース導波路を伝搬する光電界振幅分布を立体的に示すシミュレーション結果の説明図である。
【図２３】図２０に示した構成におけるマルチモードインターフェース導波路出力端における光電界振幅分布を示すグラフである。
【図２４】従来提案されているアレイ導波路回折格子型光合分波器の一例を示す説明図である。
【図２５】図２４に示したアレイ導波路回折格子型光合分波器における光入力導波路の出力端側構成を示す説明図である。
【図２６】図２４に示したアレイ導波路回折格子型光合分波器の波長損失特性例を示す説明図である。
【図２７】図２４、２５に示した構成のスリット状導波路５０の出力端側における光電界振幅分布を示すグラフである。
【図２８】従来の一般的なアレイ導波路回折格子型光合分波器の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１  直線導波路（狭幅直線導波路）
３  斜辺
４  上底
５  台形状導波路
６  下底
９  等幅導波路
１１  基板
１２  光入力導波路
１３  第１のスラブ導波路
１４  アレイ導波路
１５  第２のスラブ導波路
１６  光出力導波路
【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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【図１０】
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【図１１】
0003566918.tif 000019
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0003566918.tif 000023
【図１６】
0003566918.tif 000024
【図１７】
0003566918.tif 000025
【図１８】
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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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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