(57)【要約】【課題】製造歩留りを向上させた光合分波器を提供する。【解決手段】単数もしくは複数の第１導波路３から複数の波長成分を含んだ光信号（波長分割多重光信号）を入力すると、該光信号（波長分割多重光信号）が分波されて、複数の第２導波路７からなる第２導波路アレイから波長成分毎の複数の光信号を出力することができる光合分波器１において、複数の素子からなり、前記複数の素子のうち少なくとも１つの素子は、前記複数の第２導波路７，１０を分断することで構成された前記第２導波路アレイの一部を含む損失補正用素子であり、該損失補正用素子を含め前記複数の素子をそれぞれ接続するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単数もしくは複数の第１導波路から複数の波長成分を含んだ光信号（波長分割多重光信号）を入力すると、該光信号（波長分割多重光信号）が分波されて、複数の第２導波路からなる第２導波路アレイから波長成分毎の複数の光信号を出力することができる光合分波器において、
複数の素子からなり、
前記複数の素子のうち少なくとも１つの素子は、
前記複数の第２導波路を分断することで構成された前記第２導波路アレイの一部を含む損失補正用素子であり、
該損失補正用素子を含め前記複数の素子をそれぞれ接続すること
を特徴とする光合分波器。
【請求項２】
前記複数の素子は、第１素子と前記損失補正用素子である第２素子の２つであり、
前記第１素子は、第１導波路基板を有し、
該第１導波路基板上に、少なくとも、
前記第１導波路からなる第１導波路アレイと、
該第１導波路アレイに接続された第１スラブ導波路と、
該第１スラブ導波路に接続された中間導波路アレイと、
該中間導波路アレイに接続された第２スラブ導波路と、
該第２スラブ導波路に接続され分断された前記複数の第２導波路の一部からなり前記第２導波路アレイの一部である第１分断導波路アレイと、
を形成する請求項１に記載の光合分波器。
【請求項３】
前記第２素子は、第２導波路基板を有し、
該第２導波路基板上に、少なくとも、
前記第１分断導波路アレイを構成する際に採用された前記分断された複数の第２導波路の残り部分からなり前記第２導波路アレイの一部である第２分断導波路アレイを形成し、  前記第１分断導波路アレイと前記第２分断導波路アレイとを接続することで、前記第１素子と前記第２素子とが接続される請求項２に記載の光合分波器。
【請求項４】
前記第２素子による損失補正は、前記第２分断導波路アレイを構成する各第２導波路の径を変えることで行う請求項３に記載の光合分波器。
【請求項５】
単数もしくは複数の第１導波路から複数の波長成分を含んだ光信号（波長分割多重光信号）を入力すると、該光信号（波長分割多重光信号）が分波されて、複数の第２導波路からなる第２導波路アレイから波長成分毎の複数の光信号を出力することができる光合分波器の製造方法において、
当該光合分波器は、複数の素子からなり、
前記複数の素子のうち少なくとも１つの素子は、
前記複数の第２導波路を分断することで構成された前記第２導波路アレイの一部を含む損失補正用素子であり、
少なくとも、前記損失補正用素子は、他の素子とは別々に形成し、且つ、損失補正における効果が異なるものを複数種類準備し、
該複数種類準備した前記損失補正用素子の中から所望の設計値となる前記損失補正用素子を１つ選択し、
該選択した損失補正用素子と他の素子とを接続すること
を特徴とする光合分波器の製造方法。
【請求項６】
前記複数の素子は、第１素子と前記損失補正用素子である第２素子の２つであり、
前記第１素子は、第１導波路基板を有し、
該第１導波路基板上に、少なくとも、
前記第１導波路からなる第１導波路アレイと、
該第１導波路アレイに接続された第１スラブ導波路と、
該第１スラブ導波路に接続された中間導波路アレイと、
該中間導波路アレイに接続された第２スラブ導波路と、
該第２スラブ導波路に接続され分断された前記複数の第２導波路の一部からなり前記第２導波路アレイの一部である第１分断導波路アレイと、
を形成する請求項５に記載の光合分波器の製造方法。
【請求項７】
前記第２素子は、第２導波路基板を有し、
該第２導波路基板上に、少なくとも、
前記第１分断導波路アレイを構成する際に採用された前記分断された複数の第２導波路の残り部分からなり前記第２導波路アレイの一部である第２分断導波路アレイを形成し、  前記第１分断導波路アレイと前記第２分断導波路アレイとを接続することで、前記第１素子と前記第２素子とが接続される請求項６に記載の光合分波器の製造方法。
【請求項８】
前記第２素子による損失補正は、前記第２分断導波路アレイを構成する各第２導波路の径を変えることで行う請求項７に記載の光合分波器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の波長成分を含んだ光信号（波長分割多重光信号）を波長成分毎に分波して出力する、もしくは各波長成分の複数の光信号を合波して出力する光合分波器及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６に示すように、従来の光合分波器（Arrayed Waveguide Grating：ＡＷＧ）１００は、１つの素子で形成され、同一基板１０１上に、少なくとも、単数もしくは複数の第１導波路１０２からなる第１導波路アレイ１０７と、第１導波路アレイ１０７に接続された第１スラブ導波路１０３と、第１スラブ導波路１０３に接続された中間導波路アレイ１０４と、中間導波路アレイ１０４に接続された第２スラブ導波路１０５と、第２スラブ導波路１０５に接続され複数の第２導波路１０６からなる第２導波路アレイ１０８とを形成され、第１導波路アレイ１０７から複数の波長成分を含んだ光信号（波長分割多重光信号）を入力すると、この光信号（波長分割多重光信号）が分波されて、第２導波路アレイ１０８から波長成分毎の複数の光信号が出力されるものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、当該従来の光合分波器は、第２導波路アレイ１０８から波長成分毎の複数の光信号を入力すると、これら光信号が合波されて、第１導波路アレイ１０７から複数の波長成分を含んだ光信号（波長分割多重光信号）が出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２７９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、第１導波路アレイ１０７は、チャネル数が少なく、長さも短いため、歩留りは良い。第１及び第２スラブ導波路１０３，１０５、中間導波路アレイ１０４の部分は、本素子の特性をつかさどる部分であり、特性の良否により歩留りが発生する。第２導波路アレイ１０８は、第２導波路１０６のピッチ間隔を広げるためにある程度以上の長さが必要であり、歩留りが悪い部分である。
【０００６】
結局、光合分波器の素子としての歩留りは、（中間導波路アレイ、第１及び第２スラブ導波路の部分の歩留り）×（第２導波路アレイの歩留り）とほぼ等価と考えることができる。そのため、前者が７０％、後者が７０％の場合、素子としての歩留りは４９％にまで低下してしまう。
【０００７】
しかし、従来の光合分波器１００では、第１導波路アレイ１０７と、第１スラブ導波路１０３と、中間導波路アレイ１０４と、第２スラブ導波路１０５と、第２導波路アレイ１０８とを同一基板１０１上に形成しているため、すなわち、１つの素子で形成されているため、図７に示すように、光信号（波長分割多重光信号）を分波し、第２導波路アレイ１０８から波長成分毎の複数の光信号を出力する場合に関し、設計値に対してずれが生じた場合（出力損失補正が不十分な場合）に、すなわち、特性を満足しない場合に、それを補正する手段がないという問題がある。また、特性を満足しない場合には、マスクの作り直しが必要となるため、高コストになるという問題もある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、歩留りを向上させた光合分波器及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、単数もしくは複数の第１導波路から複数の波長成分を含んだ光信号（波長分割多重光信号）を入力すると、該光信号（波長分割多重光信号）が分波されて、複数の第２導波路からなる第２導波路アレイから波長成分毎の複数の光信号を出力することができる光合分波器において、複数の素子からなり、前記複数の素子のうち少なくとも１つの素子は、前記複数の第２導波路を分断することで構成された前記第２導波路アレイの一部を含む損失補正用素子であり、該損失補正用素子を含め前記複数の素子をそれぞれ接続する光合分波器である。
【００１０】
請求項２の発明は、前記複数の素子は、第１素子と前記損失補正用素子である第２素子の２つであり、前記第１素子は、第１導波路基板を有し、該第１導波路基板上に、少なくとも、前記第１導波路からなる第１導波路アレイと、該第１導波路アレイに接続された第１スラブ導波路と、該第１スラブ導波路に接続された中間導波路アレイと、該中間導波路アレイに接続された第２スラブ導波路と、該第２スラブ導波路に接続され分断された前記複数の第２導波路の一部からなり前記第２導波路アレイの一部である第１分断導波路アレイと、を形成する請求項１に記載の光合分波器である。
【００１１】
請求項３の発明は、前記第２素子は、第２導波路基板を有し、該第２導波路基板上に、少なくとも、前記第１分断導波路アレイを構成する際に採用された前記分断された複数の第２導波路の残り部分からなり前記第２導波路アレイの一部である第２分断導波路アレイを形成し、前記第１分断導波路アレイと前記第２分断導波路アレイとを接続することで、前記第１素子と前記第２素子とが接続される請求項２に記載の光合分波器である。
【００１２】
請求項４の発明は、前記第２素子による損失補正は、前記第２分断導波路アレイを構成する各第２導波路の径を変えることで行う請求項３に記載の光合分波器である。
【００１３】
請求項５の発明は、単数もしくは複数の第１導波路から複数の波長成分を含んだ光信号（波長分割多重光信号）を入力すると、該光信号（波長分割多重光信号）が分波されて、複数の第２導波路からなる第２導波路アレイから波長成分毎の複数の光信号を出力することができる光合分波器の製造方法において、当該光合分波器は、複数の素子からなり、前記複数の素子のうち少なくとも１つの素子は、前記複数の第２導波路を分断することで構成された前記第２導波路アレイの一部を含む損失補正用素子であり、少なくとも、前記損失補正用素子は、他の素子とは別々に形成し、且つ、損失補正における効果が異なるものを複数種類準備し、該複数種類準備した前記損失補正用素子の中から所望の設計値となる前記損失補正用素子を１つ選択し、該選択した損失補正用素子と他の素子とを接続する光合分波器の製造方法である。
【００１４】
請求項６の発明は、前記複数の素子は、第１素子と前記損失補正用素子である第２素子の２つであり、前記第１素子は、第１導波路基板を有し、該第１導波路基板上に、少なくとも、前記第１導波路からなる第１導波路アレイと、該第１導波路アレイに接続された第１スラブ導波路と、該第１スラブ導波路に接続された中間導波路アレイと、該中間導波路アレイに接続された第２スラブ導波路と、該第２スラブ導波路に接続され分断された前記複数の第２導波路の一部からなり前記第２導波路アレイの一部である第１分断導波路アレイと、を形成する請求項５に記載の光合分波器の製造方法である。
【００１５】
請求項７の発明は、前記第２素子は、第２導波路基板を有し、該第２導波路基板上に、少なくとも、前記第１分断導波路アレイを構成する際に採用された前記分断された複数の第２導波路の残り部分からなり前記第２導波路アレイの一部である第２分断導波路アレイを形成し、前記第１分断導波路アレイと前記第２分断導波路アレイとを接続することで、前記第１素子と前記第２素子とが接続される請求項６に記載の光合分波器の製造方法である。
【００１６】
請求項８の発明は、前記第２素子による損失補正は、前記第２分断導波路アレイを構成する各第２導波路の径を変えることで行う請求項７に記載の光合分波器の製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光合分波器の歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光合分波器の構成を説明する図である。
【図２】理想的な出力損失補正を示すグラフ図である。
【図３】不十分な出力損失補正を示すグラフ図である。
【図４】実施例１で用いた光合分波器の出力損失補正を示すグラフ図である。
【図５】実施例２で用いた光合分波器の出力損失補正を示すグラフ図である。
【図６】従来の光合分波器の構成を説明する図である。
【図７】従来の光合分波器の出力損失補正を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２０】
図１は、本発明の好適な実施の形態に係る光合分波器の構成を説明する図である。
【００２１】
図１に示すように、光合分波器１は、第１素子Ａと第２素子Ｂとを接続したものであって、二分割構成である。より具体的には、単数もしくは複数の第１導波路３（図１では３本）から複数の波長成分を含んだ光信号（波長分割多重光信号）を入力すると、該光信号（波長分割多重光信号）が分波されて、複数の第２導波路７（図１では４０本）からなる第２導波路アレイ（第１分断導波路アレイ８、第２分断導波路アレイ１１）から波長成分毎の複数の光信号を出力することができる光合分波器１において、第１素子Ａ及び第２素子Ｂからなり、この第１素子Ａ及び第２素子Ｂのうち少なくとも１つの素子である第２素子Ｂは、複数の第２導波路７，１０を分断することで構成された第２導波路アレイの一部を含む損失補正用素子（第２分断導波路アレイ１１）であり、損失補正用素子である第２素子Ｂと第１素子Ａとを接続したものである。
【００２２】
第１素子Ａは、第１導波路基板２を有し、第１導波路基板２上に、少なくとも、第１導波路３からなる第１導波路アレイ１２と、第１導波路アレイ１２に接続された第１スラブ導波路４と、第１スラブ導波路４に接続された中間導波路アレイ５と、中間導波路アレイ５に接続された第２スラブ導波路６と、第２スラブ導波路６に接続され分断された複数の第２導波路７，１０の一部（第２導波路１０）からなり第２導波路アレイの一部である第１分断導波路アレイ８と、を形成する。
【００２３】
第１導波路３は、波長分割多重光信号を入力する光部品である。第１導波路３に入力された波長分割多重光信号は、第１導波路３に接続されている第１スラブ導波路４に供給される。
【００２４】
第１スラブ導波路４は、扇形をした導波路型の光部品である。第１スラブ導波路４は、第１スラブ導波路４の入出力部４ｉ及び第１スラブ導波路４の入出力部４ｏに各々１本以上の導波路が設けられた構造となっている。
【００２５】
第１スラブ導波路４は、第１スラブ導波路４の一端側である入出力部４ｉが第１導波路３の一端部に接続され、第１スラブ導波路４の他端側である入出力部４ｏが中間導波路アレイ５の一端部に接続されている。
【００２６】
第１スラブ導波路４は、第１導波路３から供給された波長分割多重光信号を拡大し、次に接続されている中間導波路アレイ５の各導波路に入射させる機能を有している。
【００２７】
中間導波路アレイ５は、第１スラブ導波路４に接続され、複数の導波路（図１では８本で表しているが、通常は数百本）を有している。この複数の導波路は、各々の導波路が一定の導波路長差を有しており、入力された光信号の位相を調整することができる。中間導波路アレイ５は、位相調整をした光信号を接続されている第２スラブ導波路６に供給する。
【００２８】
第２スラブ導波路６は、扇形をした導波路型の光部品である。第２スラブ導波路６は、第２スラブ導波路６の一端側である入出力部６ｉ及び第２スラブ導波路６の他端側である入出力部６ｏに各々１本以上の導波路が設けられた構造となっており、入力された光信号を波長成分毎に集光（分岐）する機能を有している。
【００２９】
第２スラブ導波路６は、第２スラブ導波路６の入出力部６ｉが中間導波路アレイ５に接続され、第２スラブ導波路６の入出力部６ｏが第２導波路アレイの一部である第１分断導波路アレイ８に接続されている。
【００３０】
第２スラブ導波路６は、中間導波路アレイ５の複数の導波路から供給された光信号を波長成分毎にそれぞれ異なる導波路に集光し、集光した各光信号を第１分断導波路アレイ８の対応する第２導波路７へ出力する。
【００３１】
第１分断導波路アレイ８は、第２導波路アレイの一部であり、第２スラブ導波路６に接続されており、第２スラブ導波路６により波長成分毎に集光された光信号を出力する複数の第２導波路７からなる光部品である。
【００３２】
すなわち、第１分断導波路アレイ８は、第１スラブ導波路４、中間導波路アレイ５、第２スラブ導波路６を順に介して、第１導波路アレイ１２から入力された光信号（波長分割多重光信号）を分波し、該分波した光信号を出力するための部品である。
【００３３】
第２素子Ｂは、複数の第２導波路７，１０を分断することで構成された第２導波路アレイの一部を含む損失補正用素子であり、より具体的には、第２導波路基板９を有し、該第２導波路基板９上に、少なくとも、第１分断導波路アレイ８を構成する際に採用された分断された複数の第２導波路７の残り部分である複数の第２導波路１０（図１では４０本）からなり第２導波路アレイの一部である第２分断導波路アレイ１１を形成され、第１分断導波路アレイ８と第２分断導波路アレイ１１とを接続することで、第１素子Ａと第２素子Ｂとが接続され、最終的な光合分波器１が形成される。
【００３４】
第２分断導波路アレイ１１は、第２導波路アレイの一部であり、第１素子Ａ側の第１分断導波路アレイ８の各第２導波路７から分波された光信号が出力される際、該出力に伴う損失を補正して、一端部に形成される各ポートに出力することができる光部品である。なお、この第２分断導波路アレイ１１による損失補正、すなわち、第２素子Ｂによる損失補正は、各第２導波路１０の径を変えることで行っている。
【００３５】
本実施の形態に係る光合分波器１は、第２素子Ｂ（各第２導波路１０の径を変更することにより、第２導波路１０毎の損失を適宜変更した素子）において他の素子（第１素子Ａ）とは別々に形成し、且つ、損失補正における効果が異なるものを複数種類準備しておき、この複数種類準備した第２素子Ｂの中から第１素子Ａの特性にマッチした、すなわち、所望の設計値となる第２素子Ｂを１つ選択し、選択した第１素子Ａと第２素子Ｂとを接続して製造する。
【００３６】
ここで、本実施の形態に係る光合分波器１に係る出力損失補正（第１素子Ａ側の第１分断導波路アレイ８の各第２導波路７から分波された光信号が出力される際、該出力に伴う損失を補正すること）について述べる。
【００３７】
一般に、光合分波器は、第２導波路アレイに関し、ポート−１（１ｃｈ）やポート−４０（４０ｃｈ）など、の中央から離れたポートでは損失が大きくなり、中央に向かうポートほど損失が小さくなる特性がある。実際にモジュールとして使用する場合には、各ポートの損失のばらつきを低減する必要があるため、図２に示すように、従来から第２導波路アレイの中央のポートで損失を増加させて出力損失補正を行う機構が設計段階で組み込まれている。当該機構とは、具体的には、第２導波路アレイを構成する第２導波路の径を細くすると損失が小さくなり、太くすると損失が大きくなる性質を利用するものであり、中央のポートに近づくにつれて第２導波路の径を太くすることにより損失を大きくし、出力損失補正を行うというものである。
【００３８】
しかし、図３に示すように、予期せずポート間での損失にばらつき（ポートにおける、最も小さい損失と最も大きい損失との差）が大きくなってしまった場合、第２導波路での損失補正が不十分となるケースが発生する。図３の場合には、ポート−１側でより多くの損失増加の補正が必要である。
【００３９】
このように、従来の光合分波器の場合、１つの基板上にあらかじめすべての機能を作り込むため、設計値に対して、例えば、製造した第１及び第２スラブ導波路、中間導波路アレイの部分での特性にずれが発生した場合に、それを補正する手段が無かった。特性を満足しない場合にはマスクの作り直しが必要となる。
【００４０】
これに対して、本実施の形態に係る光合分波器１では、第２素子Ｂ（各第２導波路１０の径を変更することにより、第２導波路１０毎の損失を適宜変更した素子）において他の素子（第１素子Ａ）とは別々に形成し、且つ、損失補正における効果が異なるものを複数種類準備しておき、この複数種類準備した第２素子Ｂの中から第１素子Ａの特性にマッチした、すなわち、所望の設計値となる第２素子Ｂを１つ選択することで、所望の特性の光合分波器を実現しやすくしている。
【００４１】
また、光合分波器は、第１導波路３側のポートを変えた場合にも同様に特性の差、例えば、第２導波路側のポートの損失のばらつきに関する傾向（損失の大きさ）が変わるなど、有意な差が発生するため、第１導波路３側のポートに関しどのようなポートを使用するかで、第２素子Ｂに必要とされる特性が変わる。本実施の形態に係る光合分波器１によれば、そのような場合にも、第２素子Ｂを選択することで解決できる。
【００４２】
以上、要するに、本実施の形態に係る光合分波器１によれば、第２導波路アレイを基板毎に２つに分断し、第１素子Ａと損失補正用の第２素子Ｂとを別々に形成し、第１素子Ａと第２素子Ｂとを接続するため、第２素子Ｂを適宜選択することで、求める特性を満足でき、結果として歩留りを向上させることができ、また、製造コストを低減することができる。
【００４３】
例えば、従来は、中間導波路アレイ、第１及び第２スラブ導波路の部分の歩留りが７０％、第２導波路アレイの歩留りが７０％の場合、光合分波器の素子としての歩留りは４９％となり、結果として、５１％の素子が無駄になっていた。しかし、本発明においては、第１素子Ａ（中間導波路アレイ５、第１及び第２スラブ導波路４，６、第１分断導波路アレイ８）の歩留りが７０％、第２素子Ｂ（第２分断導波路アレイ１１）の歩留りが７０％の場合、光合分波器の素子としての歩留りも７０％となるので、無駄になる素子は、３０％に止まり、従来と比較して、格段に歩留りを向上させることができる（この例では、従来よりも２１％、無駄になる素子を減少させたことになる）。
【実施例】
【００４４】
第１素子Ａにマッチする第２素子Ｂを選択することで、どの程度、損失のばらつきが低減できるか実験した。
【００４５】
（実施例１）
図４の補正後１に示すように、ポート−１側でより多くの損失増加の補正が必要な光合分波器の第２素子を、その光合分波器の第１素子にマッチする別の第２素子に代えて出力損失を測定したところ、図４の補正後２に示すように、ポート−１側の損失を増加させることができた。この実施例１においては、損失ばらつきが０．５ｄＢ以内に収まっており、良好な損失ばらつきを有するといえる。
【００４６】
（実施例２）
図５の補正後１に示すように、ポート−４０側でより多くの損失増加の補正が必要な光合分波器の第２素子を、その光合分波器の第１素子にマッチする別の第２素子に代えて出力損失を測定したところ、図５の補正後２に示すように、ポート−４０側の損失を増加させることができた。この実施例２においては、損失ばらつきが０．５ｄＢ以内に収まっており、良好な損失ばらつきを有するといえる。
【００４７】
このように、本発明を適用することで、従来は廃棄しなければならないような光合分波器であっても、第１素子にマッチする第２素子を選択することで、求める特性とすることができることが実証された。
【符号の説明】
【００４８】
３  第１導波路
７  第２導波路
１０  第２導波路
Ａ  第１素子
Ｂ  第２素子
【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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