(57)【要約】【課題】入力光を複数に等分配できるとともに、光損失の低減および小型化が可能な光分岐デバイスを提供する。【解決手段】クラッド層およびコアを有するガラス導波路は、入力側導波路３０と、入力側導波路を３本の出力側導波路に分岐し、入力側導波路を通って伝搬する光を所定の分岐比に３本の出力側導波路へ分配する３分岐ユニット１２と、を備えている。３分岐ユニットは、入力側導波路に連通し入力側導波路を通って伝搬した光の入射モードの振幅比を定めるモード変換部５０と、モード変換部から分岐しそれぞれ出力側導波路に連通した３本の分岐導波路を有する分岐部５２と、を有している。モード変換部は、入力側導波路から３本の分岐導波路に向かって一定の割合で幅が大きくなるように形成された拡幅部５４と、拡幅部から３本の分岐導波路まで連続して直線状に延びた直線部５６と、を有し、入力側導波路の軸線方向に沿った直線部の長さは、分岐比に応じて調整されている。【選択図】  図１１
2004227015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッド層と、上記クラッド層に埋設されたコアとを有するガラス導波路を備え、
上記ガラス導波路は、
入力側導波路と、入力側導波路を３本の出力側導波路に分岐し、上記入力側導波路を通って伝搬する光を所定の分岐比に３本の出力側導波路へ分配する３分岐ユニットと、を備え、
上記３分岐ユニットは、上記入力側導波路に連通し入力側導波路を通って伝搬した光の入射モードの振幅比を定めるモード変換部と、モード変換部から分岐しそれぞれ上記出力側導波路に連通した３本の分岐導波路を有する分岐部と、を備え、
上記モード変換部は、上記入力側導波路から上記３本の分岐導波路に向かって一定の割合で幅が大きくなるように形成された拡幅部と、上記拡幅部から上記３本の分岐導波路まで連続して直線状に延びた直線部と、を有し、上記入力側導波路の軸線方向に沿った上記直線部の長さは、上記分岐比に応じて調整されていることを特徴とする光分岐デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光通信等において信号光を分岐あるいは結合するための光分岐デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信等に使用される光集積回路用デバイスにおいて、入力信号光を複数に分岐させる一手段として、例えば、特許文献１および特許文献２に開示されたＹ字型分岐導波路が知られている。
【０００３】
この種のＹ字型分岐導波路は、入力側導波路と、入力側導波路の先端から二又状に分岐した２本の出力側導波路とを有し、全体としてＹ字形に形成されている。そして、入力側導波路に入射した信号光は、２つの出力側導波路に等分配されて出力される。
【０００４】
また、上述した公報には、Ｙ字型分岐導波路を複数組み合わせて、入力信号光を多数の信号光、例えば、８つの信号光に等分配するいわゆるスターカプラとしてのデバイスが開示されている。
【０００５】
一方、信号光を分岐するデバイスとして、例えば、非特許文献１には３分岐型光導波路が開示され、また、非特許文献２には方向性結合器型３分岐光分配器が開示されている。
【０００６】
前者の３分岐型光導波路は、入力側光導波路から分岐した３本の出力側導波路を備え、これらの出力側導波路は、入力側導波路から同軸的に延出した中央導波路と、入力側導波路から分岐し中央導波路の両側へ延出した２本の側方導波路と、で構成されている。そして、入力側導波路に入射した信号光は、これらの３つの出力側導波路に分配されて出力される。後者の方向性結合器型３分岐光分配器は、３本の出力側導波路を所定の間隔をおいて接近対向させて配置することにより構成され、入力側導波路を伝搬する信号光を出力側導波路に移動させて分配する。
【特許文献１】特開平３ー２４５１０７号公報
【特許文献２】特開平５ー１１１３０号公報
【非特許文献１】電子情報通信学会技術研究報告OQE92-8 、「１×３結合導波路形パワー分配器の損失特性」
【非特許文献２】1990年電子情報通信学会春季全国大会C-213 、「テーパ状三分岐光結合器の結合特性解析」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記構成のＹ字型分岐導波路は、信号光のパワーが最も集中する入力側導波路の軸線上に分岐点が存在する。そのため、この分岐点の部分で光がクラッド中に漏洩し、光の分岐損が大きくなる。特に、分岐点が鋭角に形成されず有限のなまり幅が存在している場合、分岐点部分での光損失が顕著となる。
【０００８】
また、Ｙ字型分岐導波路は入力光を等分に分配できることから、複数のＹ字型分岐導波路を組み合わせてスターカプラを構成することにより、入力光を多数に等分配することができる。しかしながら、各Ｙ字型分岐導波路は入力光を２つにのみしか分岐できないため、入力光を例えば８等分配する場合には、７つのＹ字型分岐導波路を接続する必要がある。信号光はこのような多数のＹ字型分岐導波路を通過する度に分岐損を生じるため、スターカプラ全体としての光損失が大きなものとなる。更に、スターカプラはその軸方向寸法が長くなり、大型になってしまうとともに、軸方向寸法が大きい分だけ光の伝搬損失も増加する。
【０００９】
一方、前述した３分岐型光導波路は、入力側導波路を中心として対称に形成されているため、２本の側方導波路に分配される信号光のパワーは互いに等しくなるが、中央導波路に分配される信号光のパワーは側方導波路に比較して大きくなる。従って、この３分岐型光導波路は入力信号光を３分配できる半面、パワーの等分配が困難でありスターカプラへの適用には適さない。
【００１０】
また、方向性結合器型３分岐光分配器は、入力信号光を等パワーの３つの出力信号光に分配することができる。しかしながら、この光分配器は、その伝搬定数が光の波長の変化に対して敏感に変化するため、伝搬特性の波長依存性が高い。更に、製造時の寸法のバラツキによっても伝搬特性が大きく変化するという問題もある。
【００１１】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、入力光を複数に等分配できるとともに、光損失の低減および小型化が可能な光分岐デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、この発明の形態に係る光分岐デバイスは、クラッド層と、上記クラッド層に埋設されたコアとを有するガラス導波路を備え、上記ガラス導波路は、入力側導波路と、入力側導波路を３本の出力側導波路に分岐し、上記入力側導波路を通って伝搬する光を所定の分岐比に３本の出力側導波路へ分配する３分岐ユニットと、を備えている。そして、上記３分岐ユニットは、上記入力側導波路に連通し入力側導波路を通って伝搬した光の入射モードの振幅比を定めるモード変換部と、モード変換部から分岐しそれぞれ上記出力側導波路に連通した３本の分岐導波路を有する分岐部と、を備えている。上記モード変換部は、上記入力側導波路から３本の分岐導波路に向かって一定の割合で幅が大きくなるように形成され拡幅部と、上記拡幅部から上記３本の分岐導波路まで連続して直線状に延びた直線部と、を有し、上記入力側導波路の軸線方向に沿った上記直線部の長さは、上記分岐比に応じて調整されている。
【００１３】
上記構成の光分岐デバイスによれば、３分岐ユニットの分岐比は、モード変換部の直線部の長さ、つまり、入力側導波路の軸線方向に沿った直線部の長さを変えることにより広い範囲で調整され、入力された光を３本の出力側導波路へ等分配することも可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、拡幅部および直線部を有するモード変換部を備えた３分岐ユニットを設け、入力側導波路の軸線方向に沿った直線部の長さを変化させることにより、分岐比を広い範囲で変えることができ、光損失が少なく入力光を複数に分配できるとともに、小型化が可能な光分岐デバイスを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図面を参照しながら、この発明の実施の形態について詳細に説明する。  
図１および図２は、入力された信号光を４等分配して出力する光分岐デバイス１０を示している。この光分岐デバイス１０は、３分岐ユニット１２および２分岐ユニット１４を有するガラス導波路１６を備えている。ガラス導波路１６は、Ｓｉウエハあるいは石英からなる基板１８上に積層形成された低屈折率のクラッド層２０、２１と、これらのクラッド層により覆われた高屈折率のコア２２と、により構成されている。コア２２は細長い帯状に形成され、ほぼ矩形状の横断面を有している。
【００１６】
３分岐ユニット１２は、信号光が入力される１本の入力側導波路３０、拡幅部３２、および拡幅部から延出した３本の出力側導波路３４を有し、入力側導波路を伝搬する信号光を３方へ分岐して３本の出力側導波路３４へ導く。これら３本の出力側導波路３４は、拡幅部３２から入力側導波路３０と同軸的に延出した中央導波路３４ａと、拡幅部から中央導波路の両側へ延出した２本の側方導波路３４ｂとで構成されている。
【００１７】
また、拡幅部３２は、入力側導波路３０から３本の出力側導波路３４に向かってコア２２の幅が一定の割合で大きくなるように形成され、基端部のコア幅は入力側導波路３０のコア幅と等しく、また、先端部のコア幅は３本の出力側導波路３４のコア幅の合計とほぼ等しくなっている。
【００１８】
本実施の形態において、入力側導波路３０のコア幅と各側方導波路３４ｂのコア幅とは互いに等しく形成され、中央導波路３４ａのコア幅は各側方導波路３４ｂよりも小さく形成されている。それにより、入力側導波路３０に入力された信号光は３本の出力側導波路３４に分岐され、その際、各側方導波路に分配される光のパワーに対して中央導波路３４ａに分配される光のパワーが２倍となる。つまり、中央導波路３４ａには入力信号光の１／２のパワーの光が分配され、各側方導波路３４ｂには入力信号光の１／４のパワーの光が分配され、中央導波路に対する各側方導波路の光の分岐比は２対１となっている。
【００１９】
このような構成の３分岐ユニット１２の分岐比は、拡幅部３２直後の中央導波路３４ａのコア幅、入力側導波路３０の軸線方向に沿った拡幅部３２の長さ、その他の部分の寸法を変えることによって調整される。本願発明者は、図３に示すように、入力側導波路３０および各側方導波路３４ｂのコア幅ｄｖを８μｍ、コア高さを８μｍ、クラッド層２０、２１の屈折率を1.45、屈折率差を0.25％に設定し、中央導波路３４ａのコア幅ｄｃと分岐比との関係、および拡幅部３２の長さＬｔと分岐比との関係をビーム伝搬法（ＢＰＭ）を用いたシュミレーションによりそれぞれ解析した。その結果について以下に説明する。
【００２０】
入力側導波路３０へ入力される信号光のパワーをＰ0 、中央導波路３４ａに分岐される信号光のパワーをＰ1 、各側方導波路３４ｂに分岐される信号光のパワーをＰ2 、分岐比をＰ1 ／Ｐ2 とすると、図４に示すように、分岐比Ｐ1 ／Ｐ2 はコア幅ｄｃの増加にほぼ比例して増加することがわかる。従って、コア幅ｄｃを調整することにより、分岐比Ｐ1 ／Ｐ2 を任意に設定することができ、例えば、コア幅ｄｃを約5.7 μｍに調整することにより、本実施の形態のような分岐比２の３分岐ユニットをなし得ることがわかる。
【００２１】
また、図５に示すように、拡幅部３２の長さＬｔを0.3 から0.6 mmの範囲で変化させた場合、分岐比Ｐ1 ／Ｐ2 は、長さＬｔの増加に応じて減少することがわかる。
【００２２】
更に、本願発明者は、３分岐ユニット１２における光の分岐損を確認するため、上記と同一の条件で拡幅部３２直後の中央導波路３４ａのコア幅ｄｃを変化させてＢＰＭによるシュミレーションを行なった。図６はその結果を示すもので、波長1.30μｍ、1.55μｍのいずれの信号光の場合でも、分岐損が極めて小さいことがわかる。これは、入力側導波路３０を通って伝搬する信号光のパワーが最も集中する拡幅部３２の中央に、中央導波路３４ａを設けたことに起因するものである。
【００２３】
一方、図１に示すように、光分岐デバイス１０の２分岐ユニット１４は、３分岐ユニット１２の中央導波路３４ａに連通した入力側導波路４０と、拡幅部４１を介して入力側導波路４０から２又状に分岐した２本の出力側導波路４２と、を備えている。そして、３分岐ユニット１２の中央導波路３４ａから２分岐ユニット１４の入力側導波路４０に入射した信号光は、２方に分岐し２本の出力側導波路４２に導かれる。ここで、２分岐ユニット１４の分岐比は１、つまり、１対１に設定され、入力された信号光のパワーの１／２づつが各出力側導波路４２に導かれる。
【００２４】
以上のように構成された光分岐デバイス１０を用いることにより、入力された信号光は４等分配して出力される。すなわち、入力信号光は、そのパワーを１とした場合、３分岐ユニット１２により３方に分岐され、中央導波路３４ａには１／２パワー、各側方導波路３４ｂには１／４パワーの信号光が導かれる。続いて、中央導波路３４ａを伝搬し２分岐ユニット１４に入射した１／２パワーの信号光は、この２分岐ユニット１４により２方に分岐され、各出力側導波路４２には１／４パワーの信号光が導かれる。従って、パワー１の入力信号光は、光分岐デバイス１０によって４等分配され、出力ポートとなる２本の側方導波路３４ｂの端および２本の出力側導波路４２の端からそれぞれ１／４パワーの信号光として出力される。
【００２５】
上述の光分岐デバイス１０のガラス       導波路１６は以下の工程により製造される。まず、Ｓｉウエハあるいは石英からなる基板１８の表面に、化学気相蒸着法（ＣＶＤ法）あるいは火炎堆積法（ＦＨＤ法）等の成膜方法により、ＳｉＯ2 を主成分とする下部クラッド層２０を形成する。続いて、下部クラッド層２０上に、ドープ剤の添加されたＳｉＯ2 により、下部クラッド層２０よりも屈折率を0.2 ないし0.4 ％程度高めた所定厚さのコア層を形成する。次に、コア層上にフォトレジストによって所定の導波路パターンを形成し、更に、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）等によりコア層をエッチングしてコア２２を形成する。その後、ＣＶＤ法あるいはＦＨＤ法により、コア２２を覆うように上部クラッド層２１を形成する。
【００２６】
上記の工程により、ステップインデックス型屈折率分布を有するガラス導波路１６が形成される。なお、ガラス導波路１６は、上述と異なる他の公知の製造工程により、グレーテッドインデックス型屈折率分布を有するガラス導波路として形成されてもよい。また、上記実施の形態では図２に示すように、埋め込み型導波路構造を用いたが、これに限らず、図７に示すようなリッジ型導波路構造を用いてもよい。
【００２７】
以上詳述した実施の形態に係る光分岐デバイスによれば、以下の作用効果を奏することができる。まず、３分岐ユニット１２に２分岐ユニットを組み合わせることにより、３分岐ユニットの非等分配の性質をそのまま利用して、入力光を等分配可能な光分岐デバイスを実現することができる。そして、３分岐ユニットとして分岐型のユニットを用いることができ、方向性結合器型３分岐ユニットを用いる場合に比較して波長依存性が小さく、かつ、製造時のばらつきによる特性変化の少ない光分岐デバイスを提供することができる。
【００２８】
また、３分岐ユニット１２と２分岐ユニット１４とを組み合わせて構成することにより、２分岐ユニットのみを組み合わせて構成する場合に比較して分岐ユニットの数を低減できるとともに、光分岐デバイス全体の長さ寸法を低減し光分岐デバイスの小型化を図ることができる。そして、分岐ユニット数の低減により、光分岐デバイス全体の分岐損が低減し、また、長さ寸法の低減により伝搬損の低減をも図ることが可能となる。更に、３分岐ユニットにおいては、入力側導波路と同軸的に延びる中央導波路が設けられていることから、クラッド層への光の漏洩が少なく、分岐ユニット自身の分岐損を低減することができる。その結果、光分岐デバイス全体の分岐損低減に貢献することができる。
【００２９】
なお、上記実施の形態においては入力光を４等分配する光分岐デバイスについて説明したが、３分岐ユニットおよび２分岐ユニットの分岐比、数および組合せを変更することにより、種々の分岐数の光分岐デバイスを構成することができる。
【００３０】
例えば、上記実施の形態と同様に分岐比２の３分岐ユニット複数と、同数の分岐比１の２分岐ユニットとを組み合わせて用いることにより、入力光を４、８、１６といった２の乗数に等分配する光分岐デバイスを実現することができる。図８は、入力信号光を１６等分配する光分岐デバイスの一例を示している。
【００３１】
この光分岐デバイス１０は、上記実施の形態と同一の構成を有する５つの３分岐ユニットおよび５つの２分岐ユニットで構成されている。これら５つの３分岐ユニットは、入力信号光が入力される入力側導波路３０を備えた第１の３分岐ユニット１２ａと、第１の３分岐ユニット１２ａの中央導波路３４ａに連通した入力側導波路３０を有する第２の３分岐ユニット１２ｂと、第２の３分岐ユニット１２ｂの中央導波路３４ａに連通した入力側導波路３０を有する第３の３分岐ユニット１２ｃと、第１の３分岐ユニット１２ａの側方導波路３４ｂに連通した入力側導波路３０をそれぞれ有する一対の第４の３分岐ユニット１２ｄと、で構成されている。
【００３２】
また、５つの２分岐ユニットは、第３の３分岐ユニット１２ｃの中央導波路３４ａに連通した入力側導波路４０を有する第１の２分岐ユニット１４ａと、第２の３分岐ユニット１２ｂの側方導波路３４ｂに連通した入力側導波路４０をそれぞれ有する一対の第２の２分岐ユニット１４ｂと、第４の３分岐ユニット１２ｄの中央導波路３４ａに連通した入力側導波路４０をそれぞれ有する一対の第３の２分岐ユニット１２ｃと、で構成されている。
【００３３】
なお、分岐ユニット同志を連結するコアの曲線部は、すべてＲ４０mmに形成され、光分岐デバイス１０全体の長さは約２４．４mmとなっている。
【００３４】
上記構成の光分岐デバイス１０において、第１の３分岐ユニット１２ａの入力側導波路３０に入力された入力信号光は、第１の３分岐ユニットにより、中央導波路３４ａに１／２パワー、各側方導波路３４ｂに１／４パワーで３分配される。続いて、中央導波路３４ａに導かれた１／２パワーの信号光の内、第２の３分岐ユニット１２ｂ、第３の３分岐ユニット１２ｃ、および第１の２分岐ユニット１４ａを通る信号光は、これらの分岐ユニットにより順次１／４、１／８、１／１６のパワーに分岐され、最終的に１／１６パワーの信号光として第１の２分岐ユニット１４ａの２本の出力側導波路４２から出力される。また、第３の３分岐ユニット１２ｃにより分岐されて各側方導波路３４ｂに導かれた１／１６パワーの信号光は、そのまま各側方導波路から出力される。
【００３５】
第２の３分岐ユニット１２ｂの各側方導波路３４ｂに導かれた１／８パワーの信号光は、第２の２分岐ユニット１４ｂによって１／１６パワーの信号光に分岐され２本の出力側導波路４２から出力される。第１の３分岐ユニット１２ａの各側方導波路３４ｂに導かれた１／４パワーの信号光の内、第４の３分岐ユニット１２ｄおよび第３の２分岐ユニット１４ｃを通る信号光は、これらの分岐ユニットにより１／８、１／１６パワーに順次分岐され第３の２分岐ユニット１４ｃの出力側導波路４２から出力され、また、第４の３分岐ユニット１２ｄにより１／１６パワーに分岐された信号光は各側方導波路３４ｂから出力される。
【００３６】
従って、光分岐デバイス１０の入力端、つまり、第１の３分岐ユニット１２ａの入力側導波路３０に入力された信号光は１６等分配され、１６の出力端から出力される。なお、光分岐デバイス１０の入力端から各出力端に至る信号光は、それぞれ異なる経路を通り通過する分岐ユニットの数も異なる。そのため、各分岐ユニットを通過する際に生じる分岐損の総和も各信号光で相違し、各出力端から出力される信号光のパワーに多少のばらつきが生じる。このような場合、出力のばらつきに応じて各３分岐ユニットの分岐比を適当に調整することにより、各出力端から出力される信号光のパワーを均一に保つようにする。
【００３７】
図９は、比較のために２分岐ユニットのみを用いて構成した１６等分配の光分岐デバイスを示している。なお、分岐ユニット同志を連結するコアの曲線部は、本実施の形態と同様にすべてＲ４０mmに形成されている。
【００３８】
２分岐ユニットのみを用いた場合、１５個の２分岐ユニットが必要であり、光分岐デバイスの全長も３８．７mmと長くなる。このことから明かなように、図８に示す本実施の形態に係る光分岐デバイス１０は、２分岐ユニットのみを用いた光分岐デバイスに比較して分岐ユニットの数を大幅に削減できるとともに、デバイスの小型化を図ることができる。従って、本実施の形態の光分岐デバイスは、分岐損および伝搬損の低減、その他、前述した実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００３９】
図１０は、前述した実施の形態とは異なる分岐比を有する３分岐ユニット１２を用いて構成された光分岐デバイス１０を示している。この光分岐デバイス１０において、３分岐ユニット１２は分岐比４に形成され、入力信号光を３分岐して中央導波路３４ａに４／６パワーの信号光を、また、各側方導波路に１／６パワーの信号光を導く。３分岐ユニット１２の中央導波路３４ａには、第１の２分岐ユニット１４ａおよび一対の第２の２分岐ユニット１４ｂが順次連結されている。
【００４０】
上記構成の光分岐デバイス１０によれば、入力された信号光を６等分配して出力することができる。複数の２分岐ユニットのみを組み合わせて光分岐デバイスを構成した場合、その分岐数は２の乗数となり、本例に示す如く６等分配の光分岐デバイスを実現することは困難となる。これに対して、３分岐ユニットを組み合わせて構成された光分岐デバイスによれば、３分岐ユニットの分岐比を調整することにより、任意の分岐数を設定することが可能となる。
【００４１】
図１１は、この発明の他の実施の形態に係る３分岐ユニット１２を示している。この３分岐ユニット１２は、信号光が入力される１本の入力側導波路３０に連通したモード変換部５０と、モード変換部５０から３本に分岐しそれぞれ出力側導波路３４に連通した分岐部５２と、を備えている。
【００４２】
分岐部５２は、モード変換部５０から入力側導波路３０と同軸的に延出した中央分岐導波路５２ａと、モード変換部５０から中央分岐導波路の両側へ延出した２本の側方分岐導波路５２ｂとで構成されている。
【００４３】
分岐部５２への入射モードの複素振幅比を定めるためのモード変換部５０は、拡幅部５４および直線部５６を有している。拡幅部５４は、入力側導波路３０から３本の分岐導波路５２ａ、５２ｂに向かってコアの幅が一定の割合で大きくなるように形成され、基端部のコア幅は入力側導波路３０のコア幅と等しく、また、先端部のコア幅は３本の分岐導波路のコア幅の合計とほぼ等しくなっている。直線部５６は、入力側導波路３０の軸線方向に沿って、拡幅部５４の先端から分岐導波路５２ａ、５２ｂまで直線状に延び、拡幅部５４の先端部の幅と等しい一定の幅に形成されている。
【００４４】
そして、拡幅部５４は、入射した信号光の基本モードと高次モードとの振幅比を制御し、直線部５６はこれらのモード間の位相差を制御する。
【００４５】
上記のように構成された３分岐ユニット１２の分岐比は、入力側導波路３０の軸線方向に沿った直線部５６の長さＬ2 を変えることによって調整される。本願発明者は、出力側導波路における信号光が単一モードとなるように、入力側導波路３０、各分岐導波路５２ａ、５２ｂ、および各出力側導波路３４をコア幅ｄが4.0 μｍ、コアの屈折率が1.5115、クラッド層の屈折率が1.51のスラブ導波路で構成し、また、出力側導波路間の間隔ｈを20μｍ、入力側導波路の軸線方向に沿った拡幅部５４の長さＬ1 を100 μｍ、分岐部５２の長さＬ3 を2500μｍ、入射する信号光の波長を0.6328μｍに設定し、直線部５６の長さＬ2 と各出力側導波路３４ａ、３４ｂの出力特性との関係を差分法により解析した。
【００４６】
図１２は解析結果を示しており、図において、実線の曲線Ａは中央側導波路３４ａにおける出射出力（電力）、破線曲線Ｂは各側方側導波路３４ｂにおける出射出力を示している。また、図１２において、２点鎖線の曲線Ｃは出力損失を示している。なお、出射出力は、出力側導波路３４ａ、３４ｂを伝搬する波動と基本モードの界との重なり積分から求め、また、出力損失は、入射出力から各出力側導波路３４ａ、３４ｂの出射出力の合計を差し引くことにより求めている。
【００４７】
図１２から、直線部５６の長さＬ2 を調整することにより各出力側導波路の出力は周期的に変化することが分かる。これは、基本モードと、拡幅部５４におけるモード変換により現れた２次モードと、の位相差が直線部５６において周期的に変化しているために生じる。従って、このような長さを有する拡幅部５４に対しても、直線部５６の長さＬ2 を適切に選択することにより、出力側導波路３４への出力の分配比、つまり、３分岐ユニット１２の分岐比を非常に広い範囲で調整可能であることが分かる。
【００４８】
図１３は、Ｌ1 ＝100 μｍ、Ｌ2 ＝420 μｍとした場合の３分岐ユニット１２の伝搬特性を示している。この図から、入射した信号光は、３本の出力側導波路３４ａ、３４ｂに等分配されていることが確認できる。
【００４９】
以上のように構成された３分岐ユニット１２によれば、モード変換部５０の直線部５６の長さを調整することにより分岐比を広い範囲で変化させることができ、また、入力光を３等分配することも可能となる。従って、この３分岐ユニットを用いて光分岐デバイスを構成することにより前述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５０】
なお、上述した図示の各実施の形態に係る光分岐デバイスは、いずれも３分岐ユニットから始まる構成としたが、２分岐ユニットから始まる構成としてもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明の一実施の形態に係る光分岐デバイスの平面図。
【図２】図１の線Ａ−Ａに沿った断面図。
【図３】上記光分岐デバイスの３分岐ユニットを抜き出して示す平面図。
【図４】上記３分岐ユニットに関する拡幅部直後の中央導波路のコア幅と分岐比との関係を示すグラフ。
【図５】上記３分岐ユニットに関する拡幅部の長さと分岐比との関係を示すグラフ。
【図６】上記３分岐ユニットに関する拡幅部直後の中央導波路のコア幅と分岐損との関係を示すグラフ。
【図７】リッジ型導波路構造を示す断面図。
【図８】この発明の他の実施の形態に係る１６等分岐の光分岐デバイスを概略的に示す平面図。
【図９】２分岐ユニットのみを用いて構成した従来の１６等分岐の光分岐デバイスを概略的に示す平面図。
【図１０】この発明の他の実施の形態に係る６等分岐の光分岐デバイスを概略的に示す平面図。
【図１１】この発明の他の実施の形態に係る３分岐ユニットを示す平面図。
【図１２】図１１に示す３分岐ユニットの直線部の長さと出射出力との関係を示すグラフ。
【図１３】図１１に示す３分岐ユニットの伝搬特性を示す図。
【符号の説明】
【００５２】
１０…光分岐デバイス、      １２…３分岐ユニット、
１４…２分岐ユニット、      １６…ガラス導波路、
２０、２１…クラッド層、    ２２…コア、
３０、４０…入力側導波路、  ３２、４１、５４…拡幅部、
３４、４２…出力側導波路、  ３４ａ…中央導波路、
３４ｂ…側方導波路、        ５０…モード変換部、
５２…分岐部、              ５６…直線部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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