(57)【要約】【課題】光分岐デバイスにおいて、低損失、小型化の要求はますます増大する傾向にあるが、小型化すると損失は増大し、出力偏差が悪化する傾向があるため、両者の要求を満足できるものが求められていた。【解決手段】基板上に形成した多段のＹ分岐光導波路において、２段目以降のＹ分岐導波路は、分岐手前に直線導波路部分を持ち、該直線導波路部の中心軸線を延長すると、全て１段目導波路のＹ分岐部の分岐点で交差するように配置する事を特徴とする多段光分岐導波路。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成した多段のＹ分岐光導波路において、２段目以降のＹ分岐導波路は、分岐手前に直線導波路部分を持ち、該直線導波路部の中心軸線を延長すると、全て１段目導波路のＹ分岐部の分岐点で交差するように配置する事を特徴とする多段光分岐導波路。
【請求項２】
上記基板がポリイミド、シリコン基板、石英基板からなる物質の少なくとも１種類を含む基板である請求項１に記載の光分岐導波路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に多段のＹ分岐導波路を有する多段光分岐導波路に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信システムの基盤技術として光通信技術が浸透していくにつれて光導波路は、光ネットワーク用キーデバイスとして益々その重要性が高まっている。特に、光分岐導波路は、１ｘＮスプリッタを始めとして光ネットワーク構築には欠かせない基本部品である。１ｘＮスプリッタは、一本の入力端からＮ本の出力端を有するスプリッタを意味する。例えば、１ｘ８スプリッタが代表的であるが、これは１本の入力端と８本の出力端から構成されている。しかし、スプリッタの中で、一度に分岐される訳ではなく、基本的には１本の入力端から２本の出力端に分岐され、これが繰り返されることにより、最終的には８本の出力端を有することになる。この１ｘ８スプリッタを例にとり、図２を用いてもう少し詳細に説明する。
【０００３】
図２は、１ｘ８スプリッタの代表的な平面構造である。入射直線導波路１７に入射された光は、２分岐導波路１８により、２分岐される。２分岐された光は第２のＹ分岐導波路１９、２０によりそれぞれ２分岐され、入射光は４分岐される。さらに、４分岐された光は第３のＹ分岐導波路２１、２２、２３、２４によりそれぞれ２分岐され、８本の出力導波路２５〜３２で８本の分岐された光となる。即ち、入射された光の１／８のパワーの光が出力直線導波路２５〜３２から出射される。
【０００４】
このようなＹ分岐光導波路を有する１×Ｎスプリッタは、損失の低減、出力ポートのパワーのバラツキである出力偏差（以下出力偏差と示す。）の低減、小型化の要請は強い。
【０００５】
例えば、図２のようなＹ分岐導波路を入射直線導波路に平行に配置した構造が一般的である。また入射導波路と出射導波路が平行になっており、さらに少なくても２段目のＹ分岐に至る導波路は、円弧と直線から構成され、出射導波路に至る経路が最短となり、出射導波路が所定の間隔となる事を特徴としたＹ分岐光導波路回路が開示されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−２０８９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光分岐デバイスにおいて、低損失、小型化の要求はますます増大する傾向にある。しかし、小型化すると曲げ導波路の曲げ半径を小さくする必要があり、その損失は増大し、特に出力ポート間のパワーのバラツキである出力偏差が悪化する傾向がある。一方、光損失の少ない光分岐デバイスが市場的には必要とされ、その品質要求は非常に厳しいものとなっている。
【０００７】
従って、小型化と光損失、出力偏差の少ない光分岐デバイスが必要とされているが、全てを満足できるものは出現していないのが現状である。
【０００８】
例えば、図２のようなＹ分岐導波路を入射直線導波路に平行に配置した構造は一般的であるが、各分岐導波路を平行にする為に導波路の全長が長くなり、結果的に損失が大きくなる傾向がある。また各分岐構造を平行に配置する為に、円弧をつなぎ合わせたＳ字導波路を設ける必要があり、小型化には限界がある。
【０００９】
また、特開２００１−２０８９２５号公報のＹ分岐光導波路回路は、図２の一般的な構造に比べて小型化が可能であるが十分ではなく、２段目のＹ分岐後の曲げ導波路の長さが異なる事から、出力偏差が悪化する問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、基板上に形成した多段のＹ分岐光導波路において、２段目以降のＹ分岐導波路は、分岐手前に直線導波路部分を持ち、該直線導波路部の中心軸線を延長すると、全て１段目導波路のＹ分岐部の分岐点で交差するように配置する事を特徴とする多段光分岐導波路である。
【００１１】
また本発明は、上記基板がポリイミド、シリコン基板、石英基板からなる物質の少なくとも１種類を含む基板であるような上記の光分岐導波路である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の多段光分岐導波路によれば、出力偏差が小さくなると共に、従来より小型となり損失を小さくする事が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
基板上に形成した多段のＹ分岐光導波路において、２段目以降のＹ分岐導波路は、分岐手前に直線導波路部分を持ち、該直線導波路部の中心軸線を延長すると、全て１段目導波路のＹ分岐部の分岐点で交差するように配置する事を特徴とする多段光分岐導波路である。
【００１４】
基板はポリイミド、シリコン基板、石英基板等からなる物質の少なくとも１種類を含む基板である光分岐導波路である。
【００１５】
以下、図１に基づき、説明する。入射側直線導波路１の一端に、第１のＹ分岐導波路を設け、第２のＹ分岐導波路は、分岐手前に直線導波路部分を持ち、該直線導波路部の中心軸線を延長すると、１段目導波路のＹ分岐部の分岐点で交差するように配置する。第３のＹ分岐導波路は、第２のＹ分岐導波路と同様に分岐手前に直線導波路部分を持ち、該直線導波路部の中心軸線を延長すると、同様に１段目導波路のＹ分岐部の分岐点で交差するように配置する。Ｙ分岐導波路は、分岐できなかった光がクラッドに漏れる際に、クラッドに漏れた光は、Ｙ分岐構造を中心に放射状に広がるため、複数の分岐構造を持つ１×Ｎスプリッタ構造では、漏れた光のコアへの再結合により出力偏差が悪化する。本発明では分岐構造が常にある１点に向かって配する事で、漏れ光の影響を受けにくく、さらには多段のＹ分岐導波路に接続する曲げ導波路を緩やかにでき、入射導波路からＮ本の出力導波路までの距離がほぼ等しくできるため、出力偏差と損失を低減する事ができる。また１点を中心にＹ分岐導波路を配するため、入射した光は、最短経路を経ることでチップの小型化が図れ、伝搬損失が低減する。
【００１６】
分岐構造を図３に示す。分岐構造は直線導波路部３３それに続くテーパー導波路部３４があり、２本の曲げ導波路又は直線導波路３５に分岐する構造である。分岐点とは、テーパー導波路部と２本の曲げ導波路又は直線導波路の接続している端面と第１の直線導波路の中心軸の交点３６であるが、本発明における効果を満たす、２段目以降のＹ分岐導波路の分岐手前直線導波路部分の中心軸線を延長して交差する点の位置は、多少ずれても問題はない。望ましくはテーパー内であれば良く、例えば図３においてはテーパー導波路部３４内であれば左側にずれても効果に問題はない。
【実施例１】
【００１７】
本実施例は、１×８スプリッタに本発明を適用したものである。以下、上述した図１により、実施例に基づいて説明する。基板は、ポリイミド基板を用い、導波路材としてフッ素化ポリイミドを用いた。導波路の作製方法は、ポリイミド基板上に下部クラッド層とコア層を成膜後、フォトリソグラフィ、反応性イオンエッチングを行ない、クラッド層を成膜して作製した。コアとクラッドの比屈折率差は０．３％で、コア径は７×７μｍである。
【００１８】
導波路構造は、図１に示した本発明の多段Ｙ分岐導波路の構造において作製した。
【００１９】
寸法関係は、出力導波路間距離が２５０μｍで、全長が１４.５ｍｍとなっており、従来の１ｘ８スプリッタよりも小型化されている。この結果は、８ポートの出力端で９．８ｄＢであり、出力偏差も０.５ｄＢ以下で、小型化されたにもかかわらず、従来品よりも良好な結果を示した。
（比較例１）
分岐構造は、実施例１と同様にし、Ｙ分岐導波路を入力導波路と平行に配置した構造とした。寸法関係は、出力導波路間距離が２５０μｍで、全長が２５ｍｍである。導波路を作製した結果は、損失が１０．９ｄＢであり、出力偏差も０.９ｄＢ以下で実施例１よりも劣っていた。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の１×８スプリッタを示す概略図である。
【図２】従来の１×８スプリッタを示す概略図である。
【図３】分岐点を説明するための分岐構造の拡大図である。
【符号の説明】
【００２１】
１                入射側直線導波路
２                第１のＹ分岐導波路
３，４            第２のＹ分岐導波路
５，６，７，８    第３のＹ分岐導波路
９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６  出射側直線導波路
１７                    入射側直線導波路
１８                    第１のＹ分岐導波路
１９，２０              第２のＹ分岐導波路
２１，２２，２３，２４  第３のＹ分岐導波路
２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１，３２  出射側直線導波路
３３  直線導波路部
３４  テーパ-導波路部
３５  分岐後の２本の曲げ導波路又は直線導波路
３６  分岐点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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