(57)【要約】【課題】偏波無依存化を達成する。【解決手段】Ｓｉ製の第１直線状光導波路１２と、Ｓｉ製のリング型光導波路１６と、第１直線状光導波路及びリング型光導波路の両者を囲むクラッド１８とを備え、第１直線状光導波路とリング型光導波路とが、第１光結合領域２０において、光結合する間隔を空けて互いに平行に配置された第１方向性結合器２２を構成していて、クラッドの屈折率が１．６〜２．０の間の値であり、第１直線状光導波路とリング型光導波路の光伝播方向に直交する横断面形状を互いに等しい正方形とし、該正方形の１辺の長さを、クラッドの屈折率に依存した値とする。【選択図】図１
2011203602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ製の第１直線状光導波路と、Ｓｉ製のリング型光導波路と、前記第１直線状光導波路及び前記リング型光導波路の両者を囲むクラッドとを備え、
前記第１直線状光導波路と前記リング型光導波路とが、第１光結合領域において、光結合する間隔を空けて互いに平行に配置された第１方向性結合器を構成しており、
前記クラッドの屈折率が１．６〜２．０の間の値であり、
前記第１直線状光導波路と前記リング型光導波路の光伝播方向に直交する横断面形状を互いに等しい正方形とし、該正方形の１辺の長さが、前記クラッドの屈折率に依存した値であることを特徴とするリング共振器型光波長フィルタ。
【請求項２】
前記第１光結合領域において、前記第１直線状光導波路と前記リング型光導波路とが直線的に延在していることを特徴とする請求項１に記載のリング共振器型光波長フィルタ。
【請求項３】
光伝播方向に直交する横断面形状が前記第１直線状光導波路と等しいＳｉ製の第２直線状光導波路を更に備え、
前記第２直線状光導波路と前記リング型光導波路とが、第２光結合領域において、光結合する間隔を空けて互いに平行に配置された第２方向性結合器を構成しており、
前記第１及び第２方向性結合器の間を接続する前記リング型光導波路は、互いに同形の湾曲光導波路とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のリング共振器型光波長フィルタ。
【請求項４】
前記湾曲光導波路は、曲率が一定の形状であることを特徴とする請求項３に記載のリング共振器型光波長フィルタ。
【請求項５】
前記湾曲光導波路は、前記第１及び第２方向性結合器から離れるとともに曲率が小さくなっていく形状であることを特徴とする請求項３に記載のリング共振器型光波長フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、特定の波長の光を選択するリング共振器型の光波長フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年Ｓｉを光導波路材料として用いた光学素子が注目されている。このような素子は、半導体素子製造技術が適用可能なことから、小型化が可能であると共に量産性に優れている。
【０００３】
このような光学素子の一つとして、特定波長の光を選択して取り出す光波長フィルタが挙げられる。光波長フィルタには、さまざまな形式のものが存在するが、最も着目されているのがリング共振器型の光波長フィルタである。これは、リング共振器型光波長フィルタは小型であるにも拘わらず優れた波長分離能力を有しているからである。
【０００４】
ところで、Ｓｉ製の光波長フィルタを波長多重（ＷＤＭ）通信に用いるためには、波長分離特性が偏波に無依存である必要がある。なぜなら、ＷＤＭ通信において、光ファイバ中を伝送される信号光は、偏光状態がランダムになっているからである。
【０００５】
偏波無依存なＳｉ製のリング共振器型光波長フィルタとして、（１）多モード干渉光導波路を用いたもの（例えば、非特許文献１参照。）、（２）信号光の偏波を分離する方式のもの（例えば、特許文献１参照。）、及び（３）複数のリング型光導波路を用いるもの（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４２１４１号公報
【特許文献２】特開２００９−２４４３２６号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  Ｇｒｏｕｐ  ＩＶ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  ｐａｐｅｒ  ＷＰ１３，２００８  Ｓｅｐｔ．
【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、非特許文献１に開示された光波長フィルタは、特定の曲率でのみ、リング共振器型光波長フィルタの偏波無依存が達成されるものであった。さらに、リングへの光の入出力に、光損失が大きい多モード干渉光導波路を用いているので、強い出力を得ることができないという問題があった。
【０００９】
また、特許文献１及び２に開示された光波長フィルタは、構造が複雑であるため、製造が非常に難しいという問題があった。
【００１０】
本発明者は、鋭意検討の結果、リング型光導波路と方向性結合器とを備えたリング共振器型光波長フィルタにおいて、光導波路の横断面形状を正方形状にし、さらに、クラッドの屈折率に応じて、当該正方形の寸法を調整することにより、リング型光導波路の曲率によらず、偏波無依存化を達成し得ることに想到した。
【００１１】
従って、この発明の目的は、リング型光導波路の曲率によらず偏波に対して無依存であ
ると共に、構造が簡単なリング共振器型光波長フィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した目的の達成を図るために、この発明のリング共振器型光波長フィルタは、Ｓｉ製の第１直線状光導波路と、Ｓｉ製のリング型光導波路と、第１直線状光導波路及びリング型光導波路の両者を囲むクラッドとを備えている。
【００１３】
また、第１直線状光導波路とリング型光導波路とが、第１光結合領域において、光結合する間隔を空けて互いに平行に配置された第１方向性結合器を構成している。
【００１４】
さらに、クラッドの屈折率が１．６〜２．０の間の値である。
【００１５】
そして、第１直線状光導波路とリング型光導波路の光伝播方向に直交する横断面形状を互いに等しい正方形とし、該正方形の１辺の長さが、クラッドの屈折率に依存した値であることを特徴とする。
【００１６】
このように、第１直線状光導波路とリング型光導波路の光伝播方向に直交する横断面形状を同形の正方形とし、この正方形の辺の長さをクラッドの屈折率に応じた長さとすることにより、リング型光導波路と、第１方向性結合器の両者を偏波無依存とすることができる。その結果、リング型光導波路と第１直線状光導波路とで構成された第１方向性結合器を備えるリング共振器型光波長フィルタを偏波無依存で動作させることができる。
【００１７】
上述のリング共振器型光波長フィルタは、第１光結合領域において、第１直線状光導波路とリング型光導波路とが直線的に延在していることが好ましい。
【００１８】
上述のリング共振器型光波長フィルタにおいて、光伝播方向に直交する横断面形状が第１直線状光導波路と等しいＳｉ製の第２直線状光導波路を更に備え、第２直線状光導波路とリング型光導波路とが、第２光結合領域において、光結合する間隔を空けて互いに平行に配置された第２方向性結合器を構成していて、第１及び第２方向性結合器の間を接続するリング型光導波路は、互いに同形の湾曲光導波路とされていることが好ましい。
【００１９】
このように、第１方向性結合器に加えて第２方向性結合器を備えることにより、リング型光導波路への光の入出力を効率的に行うことができる。
【００２０】
上述のリング共振器型光波長フィルタにおいて、湾曲光導波路は、曲率が一定の形状であることが好ましい。
【００２１】
上述のリング共振器型光波長フィルタにおいて、湾曲光導波路は、第１及び第２方向性結合器から離れるとともに曲率が小さくなっていく形状であることが好ましい。
【００２２】
このように構成することにより、湾曲光導波路での光の損失を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明は上述のように構成されている。従って、この発明では、リング型光導波路の曲率によらず偏波に対して無依存であると共に、構造が簡単なリング共振器型光波長フィルタが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態の光波長フィルタの内部の構成要素を実線で示した概略的透視斜視図である。
【図２】（Ａ）は、実施形態の光波長フィルタの内部の構成要素を実線で示した概略的透視平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）をＡ−Ａ線に沿って切断した概略的切断端面図である。
【図３】リング型光導波路を構成する直線光導波路と曲率２μｍの湾曲光導波路の双方に対して、ＴＥ波とＴＭ波の等価屈折率が等しくなる条件を示したグラフである。
【図４】曲率を変化させた湾曲光導波路の偏波無依存性の説明に供するグラフである。
【図５】第１及び第２方向性結合器において、ＴＥ波とＴＭ波とで結合長が等しくなる導波路寸法をクラッドの等価屈折率を変化させて示したグラフである。
【図６】光の波長を１．５５μｍに最適化して設計した光波長フィルタの偏波依存特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。なお、各図において各構成要素の形状、大きさ及び配置関係について、この発明が理解できる程度に概略的に示してある。また、以下、この発明の好適な構成例について説明するが、各構成要素の材料及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は、以下の実施形態に何ら限定されない。また、各図において、共通する構成要素には同符号を付し、その説明を省略することもある。
【００２６】
（実施形態）
図１は、実施形態の光波長フィルタの斜視図である。図２（Ａ）は、実施形態の光波長フィルタの平面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）をＡ−Ａ線に沿って切断した切断端面図である。なお、図１及び図２（Ａ）において、光波長フィルタを構成するリング型光導波路及び第１及び第２直線状光導波路の構成要素は、クラッドに囲まれて延在しているために直接目視することはできないが、光波長フィルタの構造を明確にするためにこれらの構成要素を透視して見える状態で実線で示してある。
【００２７】
光波長フィルタ１０は、基板Ｓの第１主面Ｓａ側に形成されていて、第１直線状光導波路１２と、第２直線状光導波路１４と、リング型光導波路１６と、クラッド１８とを備えている。
【００２８】
基板Ｓは、矩形状の平行平板であり、この実施形態に示す例ではＳｉを材料として形成されている。この基板Ｓの第１主面Ｓａにクラッド１８が積層されており、このクラッド１８に埋め込まれるように、第１及び第２直線状光導波路１２及び１４と、リング型光導波路１６とが設けられている。
【００２９】
より詳細には、クラッド１８は、互いに等しい材料からなる下層１８ａと上層１８ｂとを備えている。下層１８ａは、基板Ｓの第１主面Ｓａ上に、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等により一様な厚みで堆積されている。ここで、下層１８ａの厚み、すなわち基板Ｓの第１主面Ｓａに垂直に測った長さは、第１及び第２直線状光導波路１２及び１４やリング型光導波路１６を伝播する光が基板Ｓに結合しないだけの厚みとする。具体的には、下層１８ａの厚みは、好ましくは、例えば約２μｍ以上とする。
【００３０】
上層１８ｂは、下層１８ａの表面上に形成された第１及び第２直線状光導波路１２及び１４とリング型光導波路１６とを埋め込むようにしてＣＶＤ法により形成されている。
【００３１】
クラッド１８、すなわち、下層１８ａ及び上層１８ｂの両者の屈折率は、好ましくは、
例えば１．６〜２．０の間の値とする。更に好ましくは、クラッド１８の屈折率は、１．７〜１．９の間の値とする。この屈折率を達成できる材料としては、例えば、ＳｉＯＸ（Ｘは２未満の数）や、ＳｉＯＮ等が挙げられる。詳しくは後述するが、クラッド１８の屈折率をこの範囲の値とし、さらに、第１及び第２直線状光導波路１２及び１４とリング型光導波路１６の横断面の寸法をクラッド１８の屈折率に応じて調整することにより、光波長フィルタ１０を偏波無依存とすることができる。
【００３２】
図２（Ｂ）に示すように、第１及び第２直線状光導波路１２及び１４とリング型光導波路１６は、下層１８ａ上に形成されたＳｉ製の光導波路構造体である。具体的な作成手順は、下層１８ａ上にＣＶＤ法等により所定の厚みのＳｉ層を形成し、このＳｉ層を従来公知のフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより第１及び第２直線状光導波路１２及び１４とリング型光導波路１６が同時に形成される。
【００３３】
また、第１及び第２直線状光導波路１２及び１４とリング型光導波路１６とは、光伝播方向に直交する横断面形状を互いに等しい正方形とし、該正方形の１辺の長さＤ（以下、この「一辺の長さＤ」を単に、「導波路寸法Ｄ」と称する。）をクラッド１８の屈折率に依存した値としている。導波路寸法Ｄをクラッド１８の屈折率に応じた値とすることにより、光波長フィルタ１０を偏波無依存とすることができる。なお、クラッド１８の屈折率と導波路寸法Ｄとの関係については後述する。
【００３４】
図２（Ａ）を参照すると、第１直線状光導波路１２は、直線状に延在するチャネル型光導波路である。第１直線状光導波路１２は、直線的に延在する第１光結合領域２０において、リング型光導波路１６と光結合する間隔を空けて互いに平行に配置されていて、第１方向性結合器２２を構成している。詳しくは後述するが、この第１方向性結合器２２により、第１直線状光導波路１２からリング型光導波路１６へと複数波長の光を含む混合光Ｉｍが入力される。
【００３５】
図２（Ａ）を参照すると、第２直線状光導波路１４は、リング型光導波路１６を挟んで第１直線状光導波路１２と平行に延在する直線状のチャネル型光導波路である。第２直線状光導波路１４は、直線的に延在する第２光結合領域２４において、リング型光導波路１６と光結合する間隔を空けて互いに平行に配置されていて、第２方向性結合器２６を構成している。詳しくは後述するが、この第２方向性結合器２６により、リング型光導波路１６により、目的波長λが選択された波長選択光Ｉｓが第２直線状光導波路１４へと出力される。
【００３６】
リング型光導波路１６は、無終端のチャネル型光導波路であり、上述した第１及び第２光結合領域２０及び２４において、第１及び第２直線状光導波路１２及び１４との間でそれぞれ第１及び第２方向性結合器２２及び２６を形成している。
【００３７】
第１及び第２光結合領域２０及び２４は互いに平行であると共に、リング型光導波路１６の中心に対して点対称な位置に配置されている。そして、第１及び第２光結合領域２０及び２４の間は、曲率が一定であると共に、互いに同形の湾曲光導波路２８及び３０で接続されている。
【００３８】
リング型光導波路１６の一周に渡る光路長Ｌｒは、波長選択すべき目的波長λに依存して決定されている。すなわち、リング型光導波路１６の光路長Ｌｒは、波長と比例関係にある。従って、Ｌｒ＝ｍ×λ（ｍは正の整数）とするのが良い。リング型光導波路１６の光路長Ｌｒをこのような大きさとすることにより、目的波長λの光を波長選択することができる。
【００３９】
図１及び図２を参照して、光波長フィルタ１０の動作について説明する。
【００４０】
ＴＥ波及びＴＭ波がランダムに混合しているとともに、複数の波長を含む混合光Ｉｍは、第１直線状光導波路１２を、第１光結合領域２０に向けて伝播する。第１光結合領域２０に至った混合光Ｉｍは、第１方向性結合器２２により、一部がリング型光導波路１６へと結合される。この際、後述するように、第１方向性結合器２２の結合長はＴＥ波とＴＭ波とで等しく調整されている。その結果、第１方向性結合器２２により、第１直線状光導波路１２からリング型光導波路１６へと結合される混合光ＩｍにはＴＥ波とＴＭ波とが同じ割合で含まれる。
【００４１】
このようにしてリング型光導波路１６へと結合された混合光Ｉｍは、リング型光導波路１６を、第１光結合領域２０→湾曲光導波路２８→第２光結合領域２４→湾曲光導波路３０の順で周回し、この周回の過程で、光路長Ｌｒで定まる選択波長λ以外の波長の光が減衰し、波長選択光Ｉｓのみがリング型光導波路１６に蓄積していく。ところで、後述するように、リング型光導波路１６の等価屈折率もＴＥ波とＴＭ波とで等しく調整されている。その結果、リング型光導波路１６を周回する波長選択光Ｉｓには、ＴＥ波とＴＭ波とが同じ割合で含まれる。そして、リング型光導波路１６を周回する波長選択光Ｉｓの強度が大きくなると、波長選択光Ｉｓの一部は、第２光結合領域２４において、第２方向性結合器２６により第２直線状光導波路１４に結合され、第２直線状光導波路１４から有限量の光が出力される。ところで、第２方向性結合器２６も、第１方向性結合器２２と同様に結合長が偏波無依存に調整されているので、第２光結合領域２４から第２直線状光導波路１４へと出力される波長選択光ＩｓにもＴＥ波とＴＭ波とが同じ割合で含まれる。
【００４２】
このようにして、光波長フィルタ１０は、偏波に依存せず波長がλの波長選択光Ｉｓを選択して取り出すことができる。
【００４３】
（設計条件）
次に、図３〜図５を参照して、光波長フィルタ１０の設計条件について説明する。図３は、リング型光導波路における偏波無依存条件の説明に供するグラフである。図４は、曲率を変化させた湾曲光導波路の偏波無依存性の説明に供するグラフである。図５は、方向性結合器における偏波無依存条件の説明に供するグラフである。
【００４４】
光波長フィルタ１０を偏波無依存とするためには、光波長フィルタ１０を構成している（１）リング型光導波路１６と、（２）第１及び第２方向性結合器２２及び２６の両者を偏波無依存とする必要がある。
【００４５】
まず、図３を参照して、リング型光導波路１６における偏波無依存条件について説明する。図３は、リング型光導波路１６を構成する直線光導波路と曲率２μｍの湾曲光導波路の双方に対して、ＴＥ波とＴＭ波の等価屈折率が等しくなる条件を示したグラフである。図３において、縦軸が導波路寸法Ｄ（μｍ）を示しており、及び横軸がクラッド１８の等価屈折率（無次元）を示している。図３に示された３本の曲線は、リング型光導波路１６を周回する光の波長に対応しており、曲線Ｉが波長１．４９μｍを示し、曲線ＩＩが波長１．５５μｍを示し、及び曲線ＩＩＩが波長１．６０μｍをそれぞれ示す。
【００４６】
なお、図３に示された曲線Ｉ〜ＩＩＩは、有限要素法による計算により求めたものである。この計算に当たり、リング型光導波路１６を構成するＳｉの屈折率は、バルクのＳｉに対して従来公知のセイマルヤ法を適用して求めている。このようにして求められたリング型光導波路１６のＳｉの屈折率は約３．５程度である。
【００４７】
図３に描かれた曲線Ｉ〜ＩＩＩを参照すると、計算を行ったクラッド１８の等価屈折率
範囲（１．４５〜２．００）の範囲において、曲率が２μｍの湾曲光導波路と直線光導波路とで、ＴＥ波及びＴＭ波の感じる等価屈折率を等しくできるような導波路寸法Ｄが存在していることが明らかとなった。
【００４８】
ところで、図３で計算した直線光導波路は、いわば、「曲率が無限大の湾曲光導波路」と言うこともできるので、図３の結果から、光導波路の曲率が２μｍから無限大（直線）までの間で、偏波無依存性が達成されることが期待できる。この点について、図４を参照して説明する。
【００４９】
図４は、曲率を変化させた湾曲光導波路の偏波無依存性の説明に供するグラフである。より詳細には、図４において、リング型光導波路１６を伝播する光の波長を１．４９μｍとし、クラッド１８の等価屈折率を１．７とし、及び導波路寸法Ｄを０．２８μｍとした湾曲光導波路を仮定したときに、湾曲光導波路の曲率を２μｍから１００μｍまで変化させたときに、湾曲光導波路を伝播するＴＥ波とＴＭ波の感じる等価屈折率を有限要素法により計算したものである。
【００５０】
図４の縦軸は、ＴＥ波とＴＭ波が感じる湾曲光導波路の等価屈折率（無次元）であり、及び横軸は、湾曲光導波路の曲率（μｍ）である。図４には、曲線Ｉと曲線ＩＩとが描かれており、曲線Ｉが波長１．４９μｍのＴＥ波の感じる湾曲光導波路の等価屈折率を表し、及び曲線ＩＩが波長１．４９μｍのＴＭ波の感じる湾曲光導波路の等価屈折率を表す。
【００５１】
図４によると、曲線Ｉ及び曲線ＩＩは、曲率２μｍ〜１００μｍの範囲で良い一致を示している。よって、図４の結果から、クラッド１８の屈折率及び導波路寸法Ｄを図３に示す条件とすることにより、曲率が２μｍ〜無限大（直線）までの間で偏波無依存なリング型光導波路１６を得ることができる。
【００５２】
続いて、図５を参照して、第１及び第２方向性結合器２２及び２６を偏波無依存とする条件について説明する。方向性結合器を偏波無依存にするとは、方向性結合器の結合長をＴＥ波とＴＭ波とで等しくすることである。これにより、第１及び第２方向性結合器２２及び２６において、直線状光導波路からリング型光導波路へ同じ割合でＴＥ波及びＴＭ波が結合される。
【００５３】
図５にそのための条件を示した。図５は、第１及び第２方向性結合器２２及び２６において、ＴＥ波とＴＭ波とで結合長が等しくなる導波路寸法Ｄをクラッド１８の等価屈折率を変化させて示したグラフである。なお、第１及び第２方向性結合器２２及び２６において、第１及び第２直線状光導波路１２及び１４と、リング型光導波路１６との間の間隔は、０．３５μｍとした。図５に示された曲線Ｉ〜ＩＩＩは、方向性結合器を伝播する光の波長に対応しており、曲線Ｉが波長１．４９μｍの光に対応し、曲線ＩＩが波長１．５５μｍの光に対応し、及び曲線ＩＩＩが波長１．６０μｍの光にそれぞれ対応する。なお、残りの曲線ＩＶ〜ＶＩについては後述する。
【００５４】
曲線Ｉ〜ＩＩＩを参照すると、計算を行ったクラッド１８の等価屈折率範囲（１．４５〜２．００）の範囲において、第１及び第２方向性結合器２２及び２６において、ＴＥ波及びＴＭ波の結合長を等しくできるような導波路寸法Ｄが存在していることが明らかとなった。
【００５５】
次に、曲線Ｉ〜ＶＩを参照して、第１及び第２方向性結合器２２及び２６を構成する光導波路の導波路寸法と、リング型光導波路１６を構成する光導波路の導波路寸法との関係について説明する。
【００５６】
図５の曲線ＩＶ〜ＶＩは、図３の曲線Ｉ〜ＩＩＩと同じ波長のものであり、リング型光導波路１６における偏波無依存条件を表している。すなわち、曲線ＩＶが図３の曲線Ｉに対応し、曲線Ｖが図３の曲線ＩＩに対応し、及び曲線ＶＩが図３の曲線ＩＩＩに対応する。
【００５７】
ここで、光の波長が１．４９μｍに対応する曲線Ｉ及びＩＶの両者に着目する。これらの２本の曲線は、クラッド１８の等価屈折率が１．６〜２．０の間、より好ましくは１．７〜１．９の間で、縦軸に示した導波路寸法Ｄが良い一致を示す。
【００５８】
上述したように曲線Ｉは、第１及び第２方向性結合器２２及び２６を偏波無依存とするための、第１及び第２方向性結合器２２及び２６における導波路寸法Ｄを示しており、及び曲線ＩＶは、リング型光導波路１６を偏波無依存とするための、リング型光導波路１６部分の導波路寸法Ｄを示している。よって、曲線Ｉ及びＩＶの両者が良い一致を示しているということは、光波長フィルタ１０を偏波無依存とするために、リング型光導波路１６と第１及び第２方向性結合器２２及び２６とで導波路寸法Ｄを等しくすればよいことを示している。
【００５９】
光の波長が１．５５μｍの曲線ＩＩ及びＶにおいても同様である。クラッド１８の等価屈折率が１．６〜２．０の間、より好ましくは１．７〜１．９の間で、縦軸に示した導波路寸法Ｄが良い一致を示す。つまり、波長１．５５μｍの光についても、光波長フィルタ１０を偏波無依存とするために、リング型光導波路１６と第１及び第２方向性結合器２２及び２６とで導波路寸法Ｄを等しくすればよいことを示している。
【００６０】
光の波長が１．６μｍの曲線ＩＩＩ及びＶＩにおいても同様である。クラッド１８の等価屈折率が１．６〜２．０の間、より好ましくは１．７〜１．９の間で、縦軸に示した導波路寸法Ｄが良い一致を示す。つまり、波長１．６μｍの光についても、光波長フィルタ１０を偏波無依存とするために、リング型光導波路１６と第１及び第２方向性結合器２２及び２６とで導波路寸法Ｄを等しくすればよいことを示している。
【００６１】
曲線Ｉ及びＩＶ、曲線ＩＩ及びＶ並びに曲線ＩＩＩ及びＶＩの比較から、光波長フィルタ１０を偏波無依存とするためには、リング型光導波路１６と第１及び第２直線状光導波路１２及び１４とで、導波路寸法Ｄを等しくすると共に、クラッド１８の屈折率に応じて調整した長さとすればよいことがわかる。
【００６２】
（効果）
次に、図６を参照して、光波長フィルタ１０の奏する効果について説明する。図６は、図５に従って、光の波長を１．５５μｍに最適化して設計した光波長フィルタ１０の偏波依存特性を示している。縦軸は、光波長フィルタ１０の等価屈折率（無次元）を示し、横軸は光の波長（μｍ）を示す。
【００６３】
より詳細には、光波長フィルタ１０は、導波路寸法Ｄを０．２９５μｍとし、クラッド１８の等価屈折率を１．７とし、及び湾曲光導波路２８及び３０の曲率を２μｍとした。そして、この光波長フィルタ１０に入力する光の波長を変化させて、ＴＥ波及びＴＭ波が感じる光波長フィルタ１０の等価屈折率を有限要素法により計算した。
【００６４】
図６から、最適波長である１．５５μｍから波長がずれると、曲線Ｉで示すＴＥ波と、曲線ＩＩで示すＴＭ波は一致度が悪化する。しかし、曲線Ｉと曲線ＩＩとの等価屈折率のズレは計算した波長範囲（１．４５〜１．６μｍ）で０．４％以下に収まっている。つまり、光波長フィルタ１０は、広い波長範囲にわたり、実質的に偏波無依存で特定波長の光を選択することができる。
【００６５】
（設計条件等）
（１）この実施形態では、光波長フィルタ１０が２個の方向性結合器を備えている例について説明したが、方向性結合器は１個であってもよい。このように構成することによっても、偏波に無依存な光波長フィルタが得られる。
【００６６】
（２）この実施形態では、湾曲光導波路２８及び３０は、曲率が一定の場合について説明した。しかし湾曲光導波路２８及び３０の曲率は、第１及び第２方向性結合器２２及び２６から離れるとともに曲率が徐々に小さくなっていく形状としてもよい。湾曲光導波路２８及び３０の曲率をこのように変化させていくことにより、曲率の異なる光導波路同士を接続したときに生じる、光界分布のミスマッチに由来する光の損失を防止することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０  光波長フィルタ
１２  第１直線状光導波路
１４  第２直線状光導波路
１６  リング型光導波路
１８  クラッド
１８ａ  下層
１８ｂ  上層
２０  第１光結合領域
２２  第１方向性結合器
２４  第２光結合領域
２６  第２方向性結合器
２８，３０  湾曲光導波路
【図１】
2011203602.tif 000003
【図３】
2011203602.tif 000004
【図４】
2011203602.tif 000005
【図５】
2011203602.tif 000006
【図６】
2011203602.tif 000007
【図２】
2011203602.tif 000008