(57)【要約】【課題】本発明は、波長選択機能を光導波路に形成することにより、光導波路の組み立て時の光学調整を不要にすることを目的とする。【解決手段】本発明に係る光アドドロップ回路は、１つの光導波路が形成されている主線部１１と、主線部１１の一部の光導波路の屈折率が規則的に変化している波長選択部１２と、主線部１１の光導波路と接続された光導波路が形成されている２つの支線部１３ａ、１３ｂと、を備え、支線部１３ａ、１３ｂは、光導波路の断面の大きさが主線部１１よりも小さく、それぞれ波長選択部１２を挟んで波長選択部１２に向けて接続されていることを特徴とする。【選択図】図１
2008225129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの光導波路が形成されている主線部と、
前記主線部の一部の光導波路の屈折率が規則的に変化している波長選択部と、
前記主線部の光導波路と接続された光導波路が形成されている２つの支線部と、を備え、
前記支線部は、光導波路の断面の大きさが前記主線部よりも小さく、それぞれ前記波長選択部を挟んで前記波長選択部に向けて接続されていることを特徴とする光アドドロップ回路。
【請求項２】
前記光導波路は、高分子材料で形成されており、
前記波長選択部は、前記主線部の光導波路の表面の変質により屈折率が低くなっていることを特徴とする請求項１に記載の光アドドロップ回路。
【請求項３】
前記主線部の光導波路は直線状であり、
前記支線部は、前記主線部との接続部分における前記主線部となす前記波長選択部側の角度が鈍角であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光アドドロップ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光アドドロップ回路に関し、より詳細には、平面光導波路製造技術を用いた光アドドロップマルチプレクサ（ＯＡＤＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ  Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
光導波路の光デバイスが、波長分割多重システムを用いた光通信に用いられている。従来の光アドドロップ回路は、基板上に光導波路が形成され、光導波路を横断するように設けた溝に、誘電体多層膜フィルタを差し込むことで光導波路を伝搬する光の波長選択を行っていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、従来、波長選択素子として光合分波器の構成としてファイバグレーティングを用いたアドドロップ回路が提唱されているがサーキュレータを伴わないと所望の信号を合波又は分波できなかった（例えば、特許文献２又は３参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３０２５４２号公報
【特許文献２】特開２００２−７２００８号公報
【特許文献３】特開２０００−２６６９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、従来は、光導波路と誘電体多層膜フィルタとが別工程で作製されていたので、光導波路への誘電体多層膜フィルタの組み込みが必要だった。また、アイソレータを必要としたため、高価で小型化に不向きであり、生産性が低かった。
【０００５】
また、光導波路への誘電体多層膜フィルタの組み込みが必要なので、製造時に光学調整が必要であった。さらに、この光学調整が、調整誤差を発生させていた。
【０００６】
本発明は、波長選択機能を光導波路に形成することにより、光導波路の組み立て時の光学調整及びアイソレータを不要にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る光アドドロップ回路は、１つの光導波路が形成されている主線部と、前記主線部の一部の光導波路の屈折率が規則的に変化している波長選択部と、前記主線部の光導波路と接続された光導波路が形成されている２つの支線部と、を備え、前記支線部は、光導波路の断面の大きさが前記主線部よりも小さく、それぞれ前記波長選択部を挟んで前記波長選択部に向けて接続されていることを特徴とする。
【０００８】
波長選択部が、前記主線部の光導波路の一部に屈折率が規則的に変化する波長選択部が形成されているので、誘電体多層膜フィルタなどの別部材を組み込むことなく主線部の伝搬する光波長を選択することができる。よって、光導波路の組み立て時の光学調整及びアイソレータを不要にすることができる。さらに、支線部の光導波路の断面の大きさが主線部の光導波路よりも細いので、支線部を入力ポートとすれば、入力ポートへの漏洩を少なくすることができる。
【０００９】
本発明に係る光アドドロップ回路では、前記光導波路は、高分子材料で形成されており、前記波長選択部は、前記主線部の光導波路の表面の変質により周期的に屈折率が低くなっている部分を有することを特徴とする。光導波路が高分子材料で形成されているので、光導波路に光を部分的に照射することで、照射した部分を変質させて屈折率を下げることができる。光導波路を直接変質させるので、光学部品の組み込みを行うことなく光回折格子を作りこむことができる。このため、光学調整が必要ないので、製造が容易になり、量産しやすくなる。また、１つのパーツで構成されているので、故障が発生しにくい。また、調整誤差が発生しないので、光学特定の精度を高めることができる。アイソレータのような個別部品を要しないため、小型化が可能であり、さらに、経済的プロセスを実現できる。
【００１０】
本発明に係る光アドドロップ回路では、前記主線部の光導波路は直線状であり、前記支線部は、前記主線部との接続部分における前記主線部となす前記波長選択部側の角度が鈍角であることを特徴とする。主線部との接続部分における主線部となす波長選択部側の角度が鈍角であることで、波長選択部は、支線部から主線部へ入射した光を反射したり透過したりすることができる。また、アイソレータを必要としない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、本発明に係る光アドドロップ回路は、波長選択機能を光導波路に形成することにより、光導波路の組み立て時の光学調整及びアイソレータを不要にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。図１は、本実施形態に係る光アドドロップ回路の概略模式図である。図１に示す光アドドロップ回路は、基板１０と、１つの光導波路が形成されている主線部１１と、主線部１１の一部の光導波路の屈折率が規則的に変化している波長選択部１２と、主線部１１の光導波路と接続された光導波路が形成されている２つの支線部１３ａ、１３ｂと、を備える。波長選択部１２は主線部１１の一部の光導波路の屈折率が規則的に変化しているので、特定波長の光を反射させたり透過させたりすることができる。
【００１３】
主線部１１及び支線部１３ａ、１３ｂでは、光導波路が形成されている。主線部１１及び支線部１３ａ、１３ｂの開放された端部は、それぞれ入出力ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４となる。ポートＰ１は、支線部１３ａの開放された端部である。ポートＰ３は、支線部１３ｂの開放された端部である。ポートＰ２、Ｐ４は、主線部１１の開放された端部である。支線部１３ａ、１３ｂは、それぞれ主線部１１の光導波路と波長選択部１２を挟んで接続されている。主線部１１が波長選択部１２を挟んで主線部１１ａと主線部１１ｂとに分けられる場合、支線部１３ａは主線部１１ａの光導波路と接続され、支線部１３ｂは主線部１１ｂの光導波路と接続される。さらに、支線部１３ａ、１３ｂは、それぞれ主線部１１の光導波路と波長選択部１２に向けて接続されている。このため、ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４から入力された光は波長選択部１２に入射する。
【００１４】
ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４から入力された光を波長選択部１２に入射させるため、主線部１１の光導波路は直線状である場合には、支線部１３ａ、１３ｂは、主線部１１との接続部分における主線部１１となす波長選択部１２側の角度が鈍角であることが好ましい。さらに、主線部１１の光導波路に対して支線部１３ａ、１３ｂの光導波路が湾曲している場合、支線部１３ａ、１３ｂから主線部１１に入力した光はゆらぐ。このため、主線部１１ａ、１１ｂのそれぞれに結合させる支線部１３ａ、１３ｂの位置を主線部の導波方向に調節することで、波長選択部１２で反射した光の支線部１３ａ、１３ｂへの漏洩を減少させることができる。
【００１５】
光導波路の材料は、例えば、石英系材料又はポリマー系材料或いはこれらの混合材料である。石英系材料は、例えば、天然石英または合成石英である。ポリマー系材料は、例えば、フッ素化ポリイミド、全フッ素化ポリイミド、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、重水素化ＰＭＭＡ、シリコーン、ポリカーボネート、ポリシラン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ベンゾシクロブテンのいずれか、または、これらの共重合体や誘導体、若しくは、これらの高分子材料に適当な添加剤等を添加してえられた材料などの高分子材料である。
【００１６】
波長選択部１２は、主線部１１の一部の光導波路の屈折率が導波方向に向かって規則的に変化している。屈折率の規則的な変化は、光導波路を伝搬する特定波長の光を反射又は透過させるような変化である。規則的とは、屈折率が変化している部分に規則性があることをいう。例えば、屈折率の変化している部分が一定間隔で配列されていることをいう。ここで、屈折率の変化は、光導波路の屈折率に対して、規則的に低くなっていてもよいし、高くなっていてもよいし、低い部分と高い部分があってもよい。光導波路の屈折率が変化していることで、多層膜を用いることなく特定波長の光を反射させたり透過させたりすることができる。
【００１７】
なお、主線部１１の一部とは、支線部１３ａとの接続部分と、支線部１３ｂとの接続部分と、の間の主線部１１の光導波路のうちのいずれかの部分であればよく、２以上に分布していることを妨げない。例えば、本実施形態においては、ポートＰ１から入力された波長λ１及びλ２の合波光がポートＰ２に反射され、ポートＰ３から入力された波長λ１の光がポートＰ４に反射されれば、目的を達成することができるからである。
【００１８】
波長選択部１２が波長λ１を反射する場合、ポートＰ１から入力された波長λ１の光は波長選択部１２で反射され、ポートＰ２から出力される。ポートＰ１から波長λ２の光が入力されれば、波長選択部１２では反射されずに透過して、ポートＰ４から出力される。このため、ポートＰ１から波長λ１及びλ２の合波光が入力されれば、波長λ１の光のみがポートＰ２から出力されるので、ドロップ機能を果たす。
【００１９】
一方、波長選択部１２が波長λ１を反射する場合、ポートＰ３から入力された波長λ１の光は波長選択部１２で反射され、ポートＰ４から出力される。ポートＰ１から波長λ２の光が入力されれば、波長選択部１２では反射されずに透過して、ポートＰ４から出力される。ポートＰ３から波長λ１の光を入力し、ポートＰ１から波長λ２の光を入力すれば、波長λ１及びλ２の合波光がポートＰ４から出力されるので、アド機能を果たす。
【００２０】
上記アド機能及びドロップ機能を備えることで、波長をアドレスとしてノード間の通信を行うネットワークにおいて、２つの波長に乗せられている情報の組み換えを行うことができる。例えば、自ノード宛の波長の分岐と自ノード発他ノード宛の波長の挿入を行うことで、自ノード宛の情報を受信し、自ノード発他ノード宛の情報を送信することができる。
【００２１】
図２は、光アドドロップ回路の断面の一例であり、（ａ）はＡ−Ａ’断面、（ｂ）はＢ−Ｂ’断面を示す。基板１０から順に、下部クラッド層４１と、主線部１１ａ及び支線部１３ａの形成されているコア層４２と、上部クラッド層４３と、が積層されている。支線部１３ａは、光導波路の断面の大きさが主線部１１よりも小さい。例えば、主線部１１の光導波路の大きさが６×６μｍである場合、支線部１３ａの光導波路の大きさは、４×４μｍである。光導波路の断面の大きさが小さいことで、主線部１１の光導波路を伝搬する光が支線部１３ａの光導波路へ漏洩する確率を減らすことができる。図１に示す支線部１３ｂについても同様に、光導波路の断面の大きさが主線部１１よりも小さいことで、主線部１１の光導波路を伝搬する光が支線部１３ｂの光導波路へ漏洩する確率を減らすことができる。
【００２２】
本実施形態に係る光アドドロップ回路の製造方法の一例について、図２を用いて説明する。基板１０の上に、下部クラッド層４１を積層し、下部クラッド層４１の上に、主線部１１及び支線部１３ａを形成するためのコア層４２を積層する。次に、図１に示す主線部１１、支線部１３ａ及び支線部１３ｂの光導波路を形成する。例えば、光導波路の材料がポリマー系であれば、主線部１１などの光導波路の形状にコア層４２にマスキングをし、その上から紫外線を照射し、主線部１１などの光導波路を除く部分の屈折率を下げる。また、光導波路の材料が石英系であれば、主線部１１などの光導波路の形状にコア層４２にマスキングをし、その上からエッチングを行って主線部１１などの光導波路のみを残す。
【００２３】
次に、光導波路を加工して波長選択部（図１の符号１２）を形成する。例えば、光導波路の材料がポリマー系であれば、波長選択部は、主線部１１の光導波路の表面の変質により周期的に屈折率が低くなっている部分を有することが好ましい。光導波路に紫外線を照射し、主線部１１の光導波路の表面を変質させることで光導波路の屈折率を変化させることができる。ここで、波長選択部が特定の波長の光を反射するように、規則的に屈折率を変化させることを要する。このため、２光束干渉法を用いて光導波路に紫外線を照射することが好ましい。２光束干渉法を用いることで、一度に複数の平行光を一定間隔で照射することができるので、簡単かつ正確に主線部１１の光導波路の屈折率を変化させることができる。また、光導波路の材料が石英系であれば、フェムト秒レーザーなどのレーザー光を主線部１１の光導波路に照射し、光導波路の一部を変質させることで光導波路の屈折率を変化させることができる。次に、光導波路の上に、上部クラッド層を積層する。また、２光束干渉法の代わりにロイドミラーを用いて干渉縞を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、光通信システムにおける特定波長の光のアドドロップに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態に係る光アドドロップ回路の概略模式図である。
【図２】光アドドロップ回路の断面の一例であり、（ａ）はＡ−Ａ’断面、（ｂ）はＢ−Ｂ’断面を示す。
【符号の説明】
【００２６】
１０  基板
１１、１１ａ、１１ｂ  主線部
１２  波長選択部
１３ａ、１３ｂ  支線部
４１  下部クラッド層
４２  コア層
４３  上部クラッド層
【図１】
2008225129.tif 000003
【図２】
2008225129.tif 000004