(57)【要約】【課題】光結合損失を減少させるためにスラブ導波路とチャンネル導波路の間に遷移領域を含むプレーナ型光波回路装置における導波路構造を提供する。【解決手段】具体的には本発明のスター・カプラおよび遷移領域を組み込むアレイ導波路回折格子は挿入損失の低減を実証する。出力導波路アレイと交差する横方向列からなる遷移領域を創り出すことによって（この場合、その列が等しい寸法を有し、有効屈折率が間隔幅を列から列へ徐々に増加してゆくことによって制御される）、スラブ導波路からチャンネル導波路アレイまで断熱遷移が創り出される。この構造は実用的な製作公差内で低い挿入損失をもたらす。さらに本発明は、本発明の遷移領域をＡＷＧに組み込むことによって削減された挿入損失をチャンネル全体にわたって一様な挿入損失として制御することが出来ることを見出している。【選択図】図３
2008293020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遷移境界部を有するスラブ領域と、
前記遷移境界部で前記スラブ領域と光学的に結合される導波路アレイと、
前記スラブ領域と前記導波路アレイの間の光結合で光損失を減少させるための遷移領域とを備え、前記遷移領域が、
前記遷移境界部と実質的に平行であり前記導波路アレイと交差している複数の導波路材の横方向列であって、前記横方向列の各々が実質的に等しい幅を有し、かつ前にある横方向列からある分離幅を有し、前記遷移境界部からの距離の増加に伴って各後続の横方向列に対して前記分離幅が増加してゆく値を有し、前記スラブ領域から前記導波路アレイまで前記遷移領域が有効屈折率の漸進的な変化をもたらす横方向列を備える、
光導波路装置。
【請求項２】
前記スラブ領域、導波路および横方向列が等しい屈折率を有する請求項１に記載の光導波路装置。
【請求項３】
指標境界部および前記指標境界部に対向する遷移境界部を有するスラブ領域と、
前記指標境界部で前記スラブ領域に光学的に結合される少なくとも１つの導波路と、
前記遷移境界部で前記スラブ領域に光学的に結合される導波路アレイと、
前記スラブ領域と前記導波路アレイの間の前記光結合で光損失を減少させるための遷移領域とを備え、前記遷移領域が、
前記遷移境界部と実質的に平行であり前記導波路アレイと交差している複数の導波路材の横方向列であって、前記横方向列の各々が実質的に等しい幅を有し、かつ前にある横方向列からある分離幅を有し、前記遷移境界部からの距離の増加に伴って各後続の横方向列に対して前記分離幅が増加してゆく値を有し、前記スラブ領域から前記導波路アレイまで前記遷移領域が有効屈折率の漸進的な変化をもたらす横方向列を備える、
光導波路装置。
【請求項４】
前記導波装置がスター・カプラを備え、前記スター・カプラ内で、少なくとも１つの導波路に結合された光がスラブ領域を通して伝送され、第１の方向で前記遷移境界部に結合される前記導波路アレイの間に分配され、前記導波路アレイに結合される光が前記スラブ領域を通して伝送され、反対側の第２の方向で少なくとも１つの導波路に結集される請求項３に記載の光導波装置。
【請求項５】
前記スラブ領域の前記指標境界部および前記遷移境界部が実質的に円弧である請求項４に記載の光導波路装置。
【請求項６】
前記スラブ領域、導波路および横方向列が全て等しい屈折率を有する請求項４に記載の光導波路装置。
【請求項７】
指標境界部および前記指標境界部に対向する遷移境界部を有する第１のスラブ領域と、
指標境界部および前記指標境界部に対向する遷移境界部を有する第２のスラブ領域と、
前記第１のスラブ領域を前記第２のスラブ領域に第１の遷移領域を通して前記第１のスラブ領域の前記遷移境界部で、および第２の遷移領域を通して前記第２のスラブ領域の前記遷移境界部で光学的に結合する導波路回折格子アレイであって、前記導波路回折格子アレイ内の各導波路が異なる光路長を有する導波路回折格子アレイと、
前記第１のスラブ領域の前記指標境界部に結合された少なくとも１つの導波路と、
前記第２のスラブ領域の前記指標境界部に結合された複数の導波路とを備え、前記第１および第２の遷移領域がそれぞれ、
前記遷移境界部と実質的に平行であり前記導波路回折格子アレイの前記導波路と交差している複数の導波路材の横方向列であって、前記横方向列の各々が実質的に等しい幅を有し、かつ前にある横方向列からある分離幅を有し、前記遷移境界部からの距離の増加に伴って各後続の横方向列に対して前記分離幅が増加してゆく値を有する横方向列を備える、
光導波路装置。
【請求項８】
異なる波長の複数の信号を多重化および逆多重化するためにアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を備える請求項７に記載の光導波路装置。
【請求項９】
前記横方向列の前記実質的に等しい幅が、異なる波長の前記複数の信号にわたって実質的に一様な挿入損失をもたらすために選択された寸法である請求項７に記載の光導波路装置。
【請求項１０】
前記実質的に等しい幅が５から２０ミクロンの範囲から選択される請求項９に記載の光導波路装置。
【請求項１１】
前記複数の横方向列の数が１０から６０の範囲にある請求項１０に記載の光導波路装置。
【請求項１２】
前記導波路装置が０．８％（パーセント）の屈折率差を有するシリカ内に形成され、前記横方向列の幅が９ミクロンであり、前記横方向列の数が４０である請求項９に記載の光導波路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光損失を減少させるためにスラブ導波路とチャンネル導波路の間に遷移領域を含むプレーナ型光波回路に形成される光デバイスに関する。具体的には、本発明はスター・カプラおよび損失が少ない遷移領域を含むアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）装置を含む。
【背景技術】
【０００２】
光通信ネットワークは、数々の波長多重化された光信号をネットワークを通して同時に制御するために、現今スター・カプラ、ブランチ・パワー・スプリッタ、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）、および可変光減衰器（ＶＯＡ）のようなプレーナ型光波回路（ＰＬＣ）装置に頼っている。
【０００３】
ＰＬＣは、基板上に堆積されパターン化された光導波路を備える。或るよく普及している技術では、ドープされたシリカ・コアおよびクラッド層がシリカまたはシリコン基板上に堆積されパターン化される。その他の基板および導波路技術が使用されることもある。ＰＬＣでよく普及している一構造はスター・カプラである。スター・カプラはＭ×Ｎパワー・ディストリビュータである。ＡＷＧはその構造にスター・カプラを２つ組み込んでいる。スター・カプラは、スラブ導波路に結合されたＭ個のチャンネル導波路の第１のアレイおよびスラブ導波路の対向する側部に結合されたＮ個のチャンネル導波路を有する。スラブ導波路は光がガイドされる構造であり、光は一次元だけの単一モードに限定された波面として伝播することが許され、一方チャンネル導波路は光を伝播方向に直角な両次元での単一モード伝送に限定する。スラブ導波路からチャンネル導波路アレイに急に遷移すると反射および散乱に起因する光の損失を引き起こす。この損失は挿入損失として計測され望ましくない。アレイにわたる反射および散乱のばらつきは挿入損失のばらつきを引き起こす可能性がありこれも望ましくない。
【０００４】
スラブとチャンネル導波路の出力アレイの間の遷移の問題の１つは、遷移にわたってチャンネル導波路が連続的ではないことである。各導波路の間に間隙がある。これらの間隙は、導波路に結合されていない光の反射および散乱の原因になる。
【０００５】
この問題に対して提案される１つの解決策は、チャンネル導波路のテーパーを導波路の広い端部がスラブ導波路の端面境界部を完全に満たすように、ファンアウト領域で徐々に導波路の幅を増加させる出力アレイ内に設けることである。しかしこのような設計では、テーパーになっている導波路がスラブ導波路に近づくにしたがって、導波路間の間隙が分離するには小さすぎるようになるので加工および製造技術と両立しない。ＰＬＣ技術にはリトグラフ的に分離することが出来る構造の寸法、およびクラッド材料によって完全に被覆することが出来る間隔の寸法の両方に対して制約がある。不完全なクラッドは空隙（ｖｏｉｄ）を残し許容できない損失を引き起こす。加工公差が小さすぎると生産収率が小さくなり製造が非実用的になる。
【０００６】
大体１５５０ｎｍ波長に対して設計されたシリカ導波路ＰＬＣのための導波路構造は、５ミクロンの厚さ（高さ）を有する。導波路構造の高さ対幅の縦横比は１に近いのが理想的である。導波路構造の幅が減らされる場合この比率が増える。高さ５ミクロンのチップでは幅が５ミクロンより小さな導波路構造を加工ばらつき内に制御するのが難しくなる。シリコンＰＬＣ上のシリカに対してリトグラフ的に堆積される導波路構造のための実用上の限度は少なくとも３ミクロンの幅である。二酸化珪素のクラッドが導波路構造を囲んで適用されるのが一般的である。信頼性のあるクラッドのための最小間隙寸法は１ミクロンであり、より好ましくは１．５ミクロンである。これらは、１５５０ｎｍ適用例のためのシリカＰＬＣの例であるにすぎない。代替導波路技術における異なる材料および屈折率差が異なる寸法制限を必要とすることは勿論である。
【０００７】
上記の急な遷移は物理的および光学的な効果の組合せである。導波路の端部が光学的指標の急な変化を象徴している。しかし伝播する波の光の場は、導波路のコア部分に完全に閉じ込められているわけではない。むしろコア部を取り巻いているクラッド区域に達している。それで光の場の伝播を決定する有効屈折率は、コアでの屈折率とクラッドでの屈折率の複合効果によって決定される。導波路の有効（平均）屈折率を変えることが出来れば、光学モードの寸法、モードの伝播、挿入損失および挿入損失の均一性をもたらすことが出来る。
【０００８】
本発明は、伝播する波を制御する有効な屈折率がスラブ・ガイドから出力導波路へ滑らかにかつ単調に変化するように変化または摂動をクラッドへ導入することによってこれらの急な遷移を除去する。このようなゆるやかな遷移が従来技術の分野で研究されてきた。しかし高い生産収率と両立する設計では低い挿入損失および挿入損失の均一性をもたらす解決策が未だに必要である。
【０００９】
有効な屈折率を徐々に変化させる技術が、１９９５年１０月のＩＥＥＥ光波技術ジャーナル第１３巻、第１０号に公開されたＷｅｉｓｓｍａｎ他による論文「Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ  Ｓｅｇｍｅｎｔｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｍｏｄｅ  Ｅｘｐａｎｄｅｒｓ」に提起されている。論文は、小さなモード・サイズをもつＴｉまたはＩｎＰあるいは高屈折率のシリカの導波路をもっと大きなモード・サイズのシリカ・ファイバへ結合するためのモード・エキスパンダを創り出すために周期的に分割された導波路構造を提起している。有効な屈折率は分割された導波路のデューティ・サイクルによって決定される。シングル・モード導波路の結合だけが考慮される。
【００１０】
Ｌｕｃｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｃ．に譲渡されたＹｕａｎ  Ｐ．Ｌｉによる米国特許第５，７４５，６１８号が、スター・カプラ内のスラブ導波路とチャンネル導波路の出力アレイの間の分割された遷移領域を提起している。Ｌｉは出力導波路アレイを横方向に交差する複数の平行しているシリカ経路を開示している。その最適設計では３０の横方向のシリカ経路を含み、遷移領域は挿入損失を減少させる効果を著しく有するように示されている。この改良にとって肝心なことは、スラブからの距離の増加と共に次第に小さくなる幅を有するシリカ経路を特徴とする設計である。
【００１１】
しかし、Ｗａｖｅｓｐｌｉｔｔｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．に譲渡されたＹａｎ  ＷａｎｇおよびＹｕａｎ  Ｐ．Ｌｉによる米国特許第７，００６，７２９号で認識されているように従来技術によるＬｉの設計は製造が難しい。シリカ経路と導波路の間の非常に小さな間隙はクラッド材料で完全に埋めなくてはならない。間隔があいた領域内に空隙を形成することなくこの要件を満たすことは難しい可能性がある。この問題は収率を下げ製造コストを増加させる。
【００１２】
ＷａｎｇおよびＬｉは代替としてスラブ内部に遷移領域を提起している。スラブの縁部に平行している横方向の一連のシリカ経路は減少してゆく幅および増加してゆく間隔を有する。最後のシリカ経路は出力導波路アレイと一体になっている。製造の観点からすればこの設計は単純であるが、スラブ領域での分割が、シリカ経路が出力導波路領域に含まれる場合に比べより大きな挿入損失の不利益を引き起こす筈である。
【００１３】
Ｇｕｏｍｉｎ  Ｙｕによる他の米国特許第６，８９２，００４号が、スラブと導波路アレイの間の遷移領域のための一代替設計を開示している。Ｙｕは、挿入損失を減少させることが出来、高い生産収率をもつ設計も提供しようと試みている。Ｙｕは、適切な生産収率のためには少なくとも３．３ミクロンの間隙が必要であることを示唆している。Ｙｕは、クラッドの列によって分離されたシリカの横方向列を備える第１の遷移領域を開示している。シリカの列に一体化されているのは出力アレイに位置合わせされている、分割された導波路として配置されている突起部である。第２の遷移区域はシリカの横方向列を伴わない連続している分割された導波路を備える。シリカの列の幅および間隔ならびに導波路セグメントの長さおよび間隔における変数が屈折率差を徐々に増加させるための最適化を可能にさせる。しかしながら突起部およびセグメントの小さな特徴部がこれを効率的に製造することを難しくしている。
【非特許文献１】１９９５年１０月のＩＥＥＥ光波技術ジャーナル第１３号、第１０巻に公開されたＷｅｉｓｓｍａｎ他による論文「Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ  Ｓｅｇｍｅｎｔｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｍｏｄｅ  Ｅｘｐａｎｄｅｒｓ」
【特許文献１】米国特許第５，７４５，６１８号
【特許文献２】米国特許第７，００６，７２９号
【特許文献３】米国特許第６，８９２，００４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
スラブ導波路からチャンネル導波路への遷移での損失の問題は容認されているが利用可能な製作公差内における効果的な解決策がやはり必要である。したがって、高い生産収率で生産することが出来、かつ低い挿入損失を提供することが出来るスター・カプラが望ましい。
【００１５】
本発明の目的は、スラブ導波路とチャンネル導波路の間に遷移領域を含むプレーナ型光波回路内に形成される光装置を提供し、それほど厳しくない製作公差内で光損失の軽減を図ることである。
【００１６】
本発明のさらなる目的は、損失が軽減された遷移領域を含むスター・カプラおよびアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）装置を提供することである。
【００１７】
本発明のさらなる目的は、多数のチャンネル・スペクトルにわたって挿入損失の均一性を可能にする、スラブ導波路とチャンネル導波路の間の遷移領域を含むＡＷＧを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、出力導波路アレイと交差する横方向列からなる遷移領域を創り出すことによって（その列が等しい寸法を有し、有効屈折率が間隔幅を列から列へ徐々に増加してゆくことによって制御される）スラブ導波路からチャンネル導波路アレイまで断熱遷移（ａｄｉａｂａｔｉｃ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）が創り出されることを見出した。この構造は実用的な製作公差内で低い挿入損失をもたらす。さらに本発明は、本発明の遷移領域をＡＷＧに組み込むことによって削減された挿入損失をチャンネル全体にわたって一様な挿入損失として制御することが出来ることを見出している。
【００１９】
したがって本発明は、
遷移境界部を有するスラブ領域と、
その遷移境界部でスラブ領域と光学的に結合される導波路アレイと、
スラブ領域と導波路アレイの間の光結合で光損失を減少させるための遷移領域とを備え、その遷移領域が、
遷移境界部と実質的に平行であり導波路アレイと交差している複数の導波路材の横方向列であって、その横方向列の各々が実質的に等しい幅を有し、かつ前にある横方向列からある分離幅を有し、遷移境界部からの距離の増加に伴って各後続の横方向列に対して分離幅が増加してゆく値を有し、スラブ領域から導波路アレイまで遷移領域が有効屈折率の漸進的な変化をもたらす横方向列を備える、
光導波路装置に関する。
【００２０】
本発明の他の態様は、
指標（ｉｎｄｅｘ）境界部およびその指標境界部に対向する遷移境界部を有するスラブ領域と、
指標境界部でスラブ領域に光学的に結合される少なくとも１つの導波路と、
遷移境界部でスラブ領域に光学的に結合される導波路アレイと、
スラブ領域と導波路アレイの間の光結合で光損失を減少させるための遷移領域とを備え、その遷移領域が、
遷移境界部と実質的に平行であり導波路アレイと交差している複数の導波路材の横方向列であって、その横方向列の各々が実質的に等しい幅を有し、かつ前にある横方向列からある分離幅を有し、遷移境界部からの距離の増加に伴って各後続の横方向列に対して分離幅が増加してゆく値を有し、スラブ領域から導波路アレイまで遷移領域が有効屈折率の漸進的な変化をもたらす横方向列を備える、
光学導波装置に関する。
【００２１】
この実施形態では本発明は、その中で少なくとも１つの導波路に結合された光がスラブ領域を通して伝送され、第１の方向で遷移境界部に結合される導波路アレイの間で分配され、導波路アレイに結合された光がスラブ領域を通して伝送され、反対側の第２の方向で少なくとも１つの導波路に結集されるスター・カプラを備える。
【００２２】
本発明の別の特徴は、
指標境界部およびその指標境界部に対向する遷移境界部を有する第１のスラブ領域と、
指標境界部およびその指標境界部に対向する遷移境界部を有する第２のスラブ領域と、
第１のスラブ領域を第２のスラブ領域に第１の遷移領域を通して第１のスラブ領域の遷移境界部で、および第２の遷移領域を通して第２のスラブ領域の遷移境界部で光学的に結合する導波路回折格子アレイであって、導波路回折格子アレイ内の各導波路が異なる光路長を有する導波路回折格子アレイと、
第１のスラブ領域の指標境界部に結合された少なくとも１つの導波路と、第２のスラブ領域の指標境界部に結合された複数の導波路とを備え、第１および第２の遷移領域がそれぞれ、
遷移境界部と実質的に平行であり導波路回折格子アレイの導波路と交差している複数の導波路材の横方向列であって、その横方向列の各々が実質的に等しい幅を有し、かつ前にある横方向列からある分離幅を有し、遷移境界部からの距離の増加に伴って各後続の横方向列に対して分離幅が増加してゆく値を有する横方向列を備える、
光導波路装置を提供する。
【００２３】
この実施形態では，装置は、異なる波長の複数の信号を多重化および逆多重化（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  ａｎｄ  ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）するためにアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を備える。
【００２４】
本発明を、その好ましい実施形態を提示する添付図面を参照に非常に詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１を参照すると、米国特許第５，７４５，６１８号に開示されている従来技術によるスター・カプラ２０１が示されており、そのスター・カプラは、挿入損失を著しく減少させるために、概して互いに平行であり出力導波路２６に横方向に交差しているシリコン材料の経路２３を複数備える遷移領域２２を有している。スター・カプラは、その入力ポートのいずれかに入る光パワーをその出力ポート全体の間に分割する。スター・カプラ２０１は、２つの曲線、好ましくは円形の境界部２０ａおよび２０ｂを有する光スラブ導波路２０を備える自由空間領域を含む。入力導波路アレイ２５と出力導波路アレイ２６の間のパワーの転送はスラブ２０内の放射を通して行われる。これらの導波路アレイ２５，２６は、仮想焦点に向かって径方向に向けられており、かつそれらの焦点が、隣接する導波路間の相互結合によって引き起こされる位相誤差を最小化するためにスラブ２０の外側に所定の距離を離してそれぞれ配置されるように構成される。これら各々の導波路アレイは、実質的に一様な方式で境界部２０ａ、２０ｂに沿ってスラブ２０に結合される。アレイ２６とスラブ２０の間の接合部での光の散乱に起因するパワーの損失は、挿入損失と呼ばれるが遷移領域２２によって削減される。
【００２６】
しかし出力導波路２６とシリカ経路２３の間の交差部に隣接する多くの小さな区域をクラッド材料で完全に満たさなくてはならないので、この従来技術によるスター・カプラ２０１は、製造が困難である。それらの寸法が小さいので空隙を形成することなくこれを達成するのは困難である。さらにシリカ経路２３はスラブからの距離を増すにつれて次第に幅を狭める。小さな特徴部の寸法が製作公差を制約し、収率を下げ単価を上昇させる。
【００２７】
図２は、米国特許第６，８９２，００４号に開示されている従来技術によるスター・カプラ３１０内の代替遷移領域の構造３３６を示している。この実施形態では一連の横方向セグメント３６０は、その間にある出力導波路のコア・セグメント３７４で分離されている。横方向セグメント３６０はコア・セグメント３７４に接触していない。横方向のセグメント３６０を超えた所では出力導波路３２６は、連続したチャンネル導波路になる前に第２の遷移領域のために分割されている。この設計は特徴部間の非常に小さな間隙を被覆（クラッド）することに依存している。
【００２８】
図３は、本発明による遷移領域５００の詳細拡大図である。スラブ５０１は、出力境界部５０１ａでチャンネル導波路５２５の出力アレイに結合される。導波路５２５は遷移境界部５０１ａで加工公差にしたがって分離される。スラブおよびチャンネル導波路と同時に堆積されるシリカのようなコア屈折率材料の横方向列５３０は、徐々に増加する分離幅５３２で配設される等しい幅を有して形成される。横方向列５３０はスラブ遷移境界部に実質的に平行であり出力導波路５２５に交差している。分離幅５３２の増加は概して単調である。設計プロセスにおける変数は、１次または２次、またはその他のデルタ関数をもつ間隔であり挿入損失プロファイルを修正するのに利用可能である。挿入損失プロファイルの形状をチャンネルにわたって制御するために横方向列５３０の幅も選択される。列幅および間隔プロファイルの実証実験が図６Ｂに示される一様な挿入損失プロファイルへ繋がった。横方向列は大体５から２０ミクロンの範囲から選択された一定の幅を有する。屈折率差０．８％（パーセント）を有するシリカ内で図５のＡＷＧが図６Ｂで計測される損失結果を伴うために横方向列５３０は、９ミクロンの幅を有することが好ましい。この幅は、１５５０ｎｍの中心波長に対してチャンネルにわたって一様な挿入損失を与える。横方向列５３０はＰＬＣの構造、屈折率差および材料に応じて１０番から６０番とすることが出来る。上記のパラメータを伴う、図５のＡＷＧの遷移領域に対する最適値は４０列である。１５５０ｎｍの装置では分離幅５３２は、スラブ遷移境界部５０１ａから最も遠い所で１００ミクロンにもなることがあるが、これより上のより大きな間隔は過剰損失の原因になる。より高い屈折率差を伴う導波路装置、例えば屈折率差２％をもつインジウム・リンはより多くの列、大体５０から６０を必要とする。製造が最も簡単なのは全ての導波路構造、例えば全てが等しい屈折率を有するチャンネル導波路、スラブおよび横方向列を同時に堆積することである。異なる屈折率材料を堆積することにより遷移領域を通して屈折率差を緩和することも可能である。
【００２９】
比較のためであるが図４は、従来技術によるスター・カプラ４００におけるスラブ４０１の境界部４０１ａの詳細図である。ＡＷＧのスター・カプラにおけるこの構造に対する挿入損失のデータは図６Ａに示される。
【００３０】
図５は本発明によるアレイ導波路回折格子８００の略図である。ＡＷＧは多重化／逆多重化ルータを備える。ルータはその逆多重化機能で説明されるが、装置が反対方向で等しく多重化装置として働くことがよく理解されよう。入力導波路８１５に入力された例えば４０の複数波長を有する光は、指標境界部８１１を通してスター・カプラ８１０に結合される。スター・カプラ８１０は、このスラブ８１０からの距離と共に増加する分離幅で配設される一様な横方向列の遷移領域８３０ａを有する。その横方向列は、導波路回折格子アレイ８６０と交差する。遷移領域８３０ａからの光は導波路回折格子８６０に結合される。導波路回折格子８６０を通して伝送された光は、遷移領域８３０ｂを通して第２のスター・カプラ８２０に結合される。導波路回折格子８６０によってもたらされた位相差が複数の波長を指標境界部８２１上の位置（波長によって分離される）に集束させる。分離された波長の信号、例えば４０チャンネルは出力導波路８２５に結合される。
【００３１】
図５に示すようなＡＷＧにおける図３と図４の遷移領域を比較テストし、チャンネルにわたる挿入損失を測定した。図６Ａは、図４に示すような屈折率を緩和する遷移構造を伴わない従来技術によるＡＷＧに対する挿入損失プロファイルを示している。図６Ｂは、全チャンネルにわたり著しい挿入損失の減少を実証する図３の遷移領域を有するＡＷＧを示している。実証されたさらに驚くべき結果は全てのチャンネルにわたって損失がフラットである、つまり実質的に一定であることである。これは多重化された波長信号の完全性を維持するために特に重要である。
【００３２】
図７は、本発明によるスター・カプラ７００の略図である。入力導波路７１５は指標境界部７０１ｂを通して光をスラブ領域７０１へ伝送する。１つまたは複数の入力導波路７１５からの光はスラブ導波路７０１から出力導波路アレイの出力導波路７２５へ分配される。スラブ領域７０１から遷移境界部７０１ａにわたる、およびチャンネル導波路７２５への光結合は、遷移領域７２０の屈折率緩和構造によって改良される。遷移領域７２０は、導波路材の複数の横方向列７３０を含む。各列７３０は実質的に等しい幅Ｗを有する。列７３０は、単調に増加する分離幅Ｓを有する分離幅７３２によって分離される。分離幅７３２は、遷移境界部７０１ａからの距離と共に増加する。遷移領域７２０で分離幅７３２が増加するとスラブ領域７０１から出力導波路７２５のアレイまで有効屈折率が徐々に変化する結果になる。
【００３３】
前述の教示を考慮すれば本発明の多数の改変および変更形態が可能である。本発明は、添付の特許請求の範囲内において、ここに具体的に記載されるものとは別の方法で実施することができることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来技術による遷移領域を有するスター・カプラの略図である。
【図２】従来技術による遷移領域を有する代替スター・カプラの略図である。
【図３】スラブからの距離の増加と共に増加する間隔幅で配設される、一様の幅の横方向列を有する本発明による遷移領域の詳細拡大図である。
【図４】屈折率緩和構造を伴わない、出力導波路インターフェースに対する従来技術によるスラブの詳細拡大図である。
【図５】スター・カプラと導波路回折格子の間に遷移領域を伴う２つのスター・カプラを有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）の略図である。
【図６】図６Ａ、６Ｂは図３および４の遷移領域を組み込むＡＷＧに対する挿入損失測定値のグラフである。
【図７】本発明によるスター・カプラ７００の略図である。
【符号の説明】
【００３５】
５００  遷移領域
５０１  スラブ
５０１ａ  遷移境界部
５２５  チャンネル導波路
５３０  横方向列
５３２  分離幅
７００  スター・カプラ
７０１  スラブ領域
７０１ａ  遷移境界部
７０１ｂ  指標境界部
７１５  入力導波路
７２０  遷移領域
７２５  出力導波路
７３０  横方向列
７３２  分離幅
８００  アレイ導波路回折格子
８１０  スター・カプラ
８１１  指標境界部
８１５  入力導波路
８２０  スター・カプラ
８２１  指標境界部
８２５  出力導波路
８３０ａ  遷移領域
８３０ｂ  遷移領域
８６０  導波路回折格子
【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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【外国語明細書】
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