(57)【要約】【課題】性能を落とさず、小型で低コストなアレー導波路回折格子を得る。【解決手段】その長さがそれぞれ異なる複数のチャンネル導波路１２を有するアレー導波路３と、アレー導波路３の一方の端部側に設けられた反射部５と、反射部５とアレー導波路３の前記一方の端部側との間に設けられたλ／４位相子と、アレー導波路３の他方の端部側に設けられたスラブ導波路２と、スラブ導波路２の、アレー導波路３の設けられていない側に設けられた、複数の外部光導波路を有する入出力導波路１とを備え、入出力導波路１の一部の光導波路から出射される光は、その偏向状態に応じて、その方向が振り分けられる。【選択図】  図１
2004191874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その長さがそれぞれ異なる複数のチャンネル導波路を有する第１のアレー導波路と、
前記第１のアレー導波路の一方の端部側に設けられた反射手段と、
前記反射手段と前記第１のアレー導波路の前記一方の端部側との間に設けられた位相変換手段と、
前記第１のアレー導波路の他方の端部側に設けられたスラブ導波路と、
前記スラブ導波路の、前記第１のアレー導波路の設けられていない側に設けられた、複数の光導波路を有する第２のアレー光導波路とを備え、
前記第２のアレー導波路の一部の光導波路から出射される光は、その偏向状態に応じて、その方向が振り分けられるアレー導波路回折格子。
【請求項２】
少なくとも前記第２のアレー導波路の前記一部の光導波路から出射された光の入力を受け、前記入力された光を、その偏向状態に基づき振り分けて出力する振り分け手段を備えた請求項１に記載のアレー導波路回折格子。
【請求項３】
前記位相変換手段は、前記第１のアレー導波路の主軸方向を回転中心として４５°傾いた主軸を有し、前記位相変換手段の互いに直交する２個の主軸方向の各光波成分に付ける位相差が１／４波長である請求項１に記載のアレー導波路回折格子。
【請求項４】
前記第１のアレー導波路、前記スラブ導波路および前記第２のアレー導波路は、同一の基板上に形成されている請求項１に記載のアレー導波路回折格子。
【請求項５】
前記振り分け手段は、外部から前記振り分け手段へ入力された光を前記スラブ導波路側の前記一部の光導波路に入力するよう振り分け、
前記第２のアレー導波路の前記一部の光導波路から入力された光を、前記外部から入力された光の入射方向と異なる方向へ振り分ける請求項１から４のいずれかに記載のアレー導波路回折格子。
【請求項６】
前記第２のアレー導波路の前記複数の光導波路のそれぞれと接続する複数の光導波路を有する第３のアレー導波路をさらに備え、
前記振り分け手段は、前記第３のアレー導波路の少なくとも一つの光導波路上に設けられている請求項５に記載のアレー導波路回折格子。
【請求項７】
一対の、請求項５に記載のアレー導波路回折格子と、
前記一対のアレー導波路回折格子の一方の前記第３のアレー導波路を入力側に、前記一対のアレー導波路回折格子の他方の前記第３のアレー導波路を出力側にそれぞれ接続した光回路とを備え、
前記光回路の前記入力側に接続された前記アレー導波路回折格子の前記振り分け手段に光信号を入力し、
前記光回路の前記出力側に接続された前記アレー導波路回折格子の前記振り分け手段に光信号を出力するアレー導波路回折格子構造。
【請求項８】
前記光回路は、前記一方のアレー導波路回折格子の前記第３のアレー導波路から入力される光信号のゲイン、位相、偏向状態、波形の全部または一部を調整し、前記他方のアレー導波路回折格子の前記第３のアレー導波路へ出力する複数の補正器を有し、
前記補正器の数は、前記一方の前記第３のアレー導波路の複数の光導波路の数に対応している請求項７に記載のアレー導波路回折格子構造。
【請求項９】
前記光回路は、外部から制御されるものである請求項８に記載のアレー導波路回折格子構造。
【請求項１０】
前記光回路は、前記一方のアレー導波路回折格子の前記第３のアレー導波路から入力される光信号と、外部からの所定の入力光信号とを合波して、前記他方のアレー導波路回折格子の前記第３のアレー導波路へ出力する複数の合波器を有し、
前記合波器の数は、前記一方の前記第３のアレー導波路の複数の光導波路の数に対応している請求項７に記載のアレー導波路回折格子構造。
【請求項１１】
前記光回路は、前記一方のアレー導波路回折格子の前記第３のアレー導波路からの入力を、前記他方のアレー導波路回折格子の前記第３のアレー導波路から出力される光信号と外部への所定の出力光信号とに分岐して出力する複数の分波器を有し、
前記分波器の数は、前記一方の前記第３のアレー導波路の複数の光導波路の数に対応している請求項７に記載のアレー導波路回折格子構造。
【請求項１２】
前記光回路は、前記一方のアレー導波路回折格子の前記第３のアレー導波路から入力される光信号と、外部からの所定の入力光信号とを合波して、前記他方のアレー導波路回折格子の前記第３のアレー導波路から出力される光信号と外部への所定の出力光信号とに分岐して出力する複数の分合波器を有し、
前記分合波器の数は、前記一方の前記第３のアレー導波路の複数の光導波路の数に対応している請求項７に記載のアレー導波路回折格子構造。
【請求項１３】
前記光回路の分波器、合波器または分合波器は、その分岐比および／または合波比が外部から制御されるものである請求項１０から１２のいずれかに記載のアレー導波路回折格子構造。
【請求項１４】
一部の光を反射し、残りの光を透過するハーフミラーと、
前記ハーフミラーの両主面側にそれぞれ設けられた、その長さがそれぞれ異なる複数のチャンネル導波路をそれぞれ有する一対の第１のアレー導波路と、
前記ハーフミラーと、前記一対の第１のアレー導波路のそれぞれの一方の端部側との間に設けられた一対の位相変換手段と、
前記一対の第１の光導波路群の、それぞれの他方の端部側に設けられた一対のスラブ導波路と、
前記一対のスラブ導波路の、前記第１のアレー導波路の設けられていないそれぞれの側に設けられた、複数の光導波路を有する一対の第２のアレー光導波路とを備え、
前記一対の両方または一方の第２のアレー導波路の一部の光導波路から出射される光は、その偏向状態に応じて、その方向が振り分けられるアレー導波路回折格子構造。
【請求項１５】
前記一対の両方または一方の第２のアレー導波路の一部の光導波路から出射された光の入力を受け、前記入力された光を、その偏向状態に基づき振り分けて出力する振り分け手段を備えた請求項１４に記載のアレー導波路回折格子構造。
【請求項１６】
それぞれの前記位相変換手段は、それぞれが対応する前記第１のアレー導波路の主軸方向を回転中心として４５°傾いた主軸をに対して４５°傾いた主軸を有し、それぞれの前記位相変換手段の互いに直交する２個の主軸方向の各光波成分に付ける位相差が１／４波長である請求項１４に記載のアレー導波路回折格子構造。
【請求項１７】
前記一対の前記第１のアレー導波路、前記一対の前記スラブ導波路および前記一対の前記第２のアレー導波路は、同一の基板上に形成されている請求項１４に記載のアレー導波路回折格子構造。
【請求項１８】
前記振り分け手段は、外部から前記振り分け手段へ入力された光を前記スラブ導波路側の前記一部の光導波路に入力するよう振り分け、
前記第２のアレー導波路の前記一部の光導波路から入力された光を、前記外部から入力された光の入射方向と異なる方向へ振り分ける請求項１４から１７のいずれかに記載のアレー導波路回折格子構造。
【請求項１９】
一対の前記第２のアレー導波路の前記複数の光導波路のそれぞれと接続する複数の光導波路を有する一対の第３のアレー導波路をさらに備え、
前記振り分け手段は、一対の両方または一方の前記第３のアレー導波路の少なくとも一つの光導波路上に設けられている請求項１８に記載のアレー導波路回折格子構造。
【請求項２０】
前記ハーフミラーの光の反射率および／または透過率は調整可能である請求項１４に記載のアレー導波路回折格子構造。
【請求項２１】
請求項４に記載のアレー導波路回折格子の製造方法であって、前記第１のアレー導波路、前記スラブ導波路および前記第２のアレー導波路になる所定のパターンを複数個、元基板上に形成する工程と、
前記所定のパターン毎に前記元基板を分割し、前記第１のアレー導波路、前記スラブ導波路および前記第２のアレー導波路が形成された基板を得る工程を備えたアレー導波路回折格子の製造方法。
【請求項２２】
複数の前記所定のパターンを形成するときに、前記第１のアレー導波路と前記第２のアレー導波路とが互いに隣り合うように形成する請求項２１に記載のアレー導波路回折格子の製造方法。
【請求項２３】
複数の前記所定のパターンを形成するときに、前記第１のアレー導波路同士、および前記第２のアレー導波路同士が互いに向かい合うように形成する請求項２１に記載のアレー導波路回折格子の製造方法。
【請求項２４】
請求項１から６のいずれかに記載のアレー導波路回折格子または請求項７から２０のいずれかに記載のアレー導波路回折格子構造を備えた光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重通信に用いられるアレー導波路回折格子等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信分野においては、通信容量を拡大する方法として、複数の信号を異なる波長に載せて、一本の光ファイバーで伝送する波長分割多重伝送方式（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）が検討されている。このＷＤＭにおいては、異なる波長を合波あるいは分波する光合分波器が重要な役割を果たし、特に、アレー導波路回折格子（ＡＷＧ：Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）を用いた光合分波器は、狭い波長間隔で通信容量の多重数を大きくすることができ有望視されている。
【０００３】
従来の光合分波器であるＡＷＧは、２個の入出力端と、２個の２次元光導波路と、それぞれ異なる長さを有する複数の３次元光導波路で構成されている。（例えば、特許文献１、特許文献２を参照。）
ここで、従来の光合分波器であるＡＷＧを用いた光合分波器の説明図を図１０に示す。この光分岐器は、基板１０６上に形成されたものであって、入力側導波路１００と、入力側の第１のスラブ導波路１０２と、アレー導波路１０３と、入力側の第２のスラブ導波路１０４と、入力側導波路１０５から構成され、前記入力側導波路１００の１個の導波路は外部の入力導波路１０７と、前記出力側導波路１０５は複数の出力導波路１１０と、それぞれ接続される。入力側導波路１００により導入された波長多重された入射光（λ１〜λｎ）１１１は、第１のスラブ導波路１０２において回折して広がった後、さらに前記第１のスラブ導波路１０２に続くアレー導波路１０３を構成する複数個のチャンネル導波路内に伝搬され、前記アレー導波路に接続された第２のスラブ導波路１０４に導入される。ここで、アレー導波路１０３内に導入された光は、チャンネル導波路１０１の長さがそれぞれ異なるために、個々の光束は位相がずれ、第２のスラブ導波路１０４の、出力側導波路１０５寄りの端部において、個々の光は波長毎に異なる位置で集光される。この集光位置に出力側導波路１０５の端部を配置することで、波長がそれぞれ異なる光を、出力側導波路１０５から取り出せる。
【０００４】
ここで、アレー導波路１０３において式１が成立する。
【０００５】
【数１】
2004191874.tif 000003
式１において、ｎｓはスラブ導波路１０２，１０４における実効屈折率、ｎｃはアレー導波路１０３を構成するチャンネル導波路の実効屈折率、ｄは出力側スラブ導波路との接続部分におけるアレー導波路間隔の周期（ピッチ）、θは第２のスラブ導波路１０４内における回折光の回折角、ΔＬはアレー導波路１０３を構成するチャンネル導波路間の光路長差、ｍ（整数）は回折次数、λは波長を示す。中心波長λ０は付近では、回折次数ｍは式２となる。
【０００６】
【数２】
2004191874.tif 000004
また、θ＜＜１が成立する範囲においては、分散は式３で与えられる。
【０００７】
【数３】
2004191874.tif 000005
ＡＷＧにおいては、分散は光路長差ΔＬに比例するので、ΔＬを大きく取ることにより従来の回折格子に比べて巨大な分散を得ることができる。
【０００８】
しかも、すべての光導波路回路を一括して同一基板上に作製できるので、レンズや回折格子を組立てて作製するバルク型に比較して、量産性、特性の安定性、低価格などの点で有利である。このように、ＡＷＧは、波長間隔の狭い波長分割多重伝送用光合分波器を作製する上で、従来の他の回折格子よりも優れた特徴を有している。
【０００９】
【特許文献１】
特開平２−２４４１０５号公報（例えば第１〜６頁、第１図）
【特許文献２】
特開平５−１５７９２０号公報（例えば第２頁、第５図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術によるＡＷＧは、以上のようなものであるが、波長数増加に従ってアレー導波路を構成するチャンネル導波路数が増える上、分散を大きくするために各チャンネル導波路間の光路長差ΔＬを大きくする必要があるため、複雑な構造と大型化が避けられない。しかも、大型化するに従って、元の基板からの取れ数が少なくなり、高価格化の原因となっている。
【００１１】
本発明は、従来のＡＷＧの課題を考慮し、従来のＡＷＧより規模を小さくするとともに、元の基板からの取れ数も増やして、低価格化が可能なＡＷＧおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の本発明は、その長さがそれぞれ異なる複数のチャンネル導波路を有する第１のアレー導波路（３）と、
前記第１のアレー導波路の一方の端部側に設けられた反射手段（５）と、
前記反射手段と前記第１のアレー導波路の前記一方の端部側との間に設けられた位相変換手段（４）と、
前記第１のアレー導波路の他方の端部側に設けられたスラブ導波路（２）と、
前記スラブ導波路の、前記第１のアレー導波路の設けられていない側に設けられた、複数の光導波路を有する第２のアレー光導波路（１）とを備え、
前記第２のアレー導波路の一部の光導波路から出射される光は、その偏向状態に応じて、その方向が振り分けられるアレー導波路回折格子である。
【００１３】
また、第２の本発明は、少なくとも前記第２のアレー導波路の前記一部の光導波路から出射された光の入力を受け、前記入力された光を、その偏向状態に基づき振り分けて出力する振り分け手段（７，７′）を備えた第１の本発明のアレー導波路回折格子である。
【００１４】
また、第３の本発明は、前記位相変換手段は、前記第１のアレー導波路の主軸方向を回転中心として４５°傾いた主軸を有し、前記位相変換手段の互いに直交する２個の主軸方向の各光波成分に付ける位相差が１／４波長である第１の本発明のアレー導波路回折格子である。
【００１５】
また、第４の本発明は、前記第１のアレー導波路、前記スラブ導波路および前記第２のアレー導波路は、同一の基板上に形成されている第１の本発明のアレー導波路回折格子である。
【００１６】
また、第５の本発明は、前記振り分け手段は、外部から前記振り分け手段へ入力された光を前記スラブ導波路側の前記一部の光導波路に入力するよう振り分け、
前記第２のアレー導波路の前記一部の光導波路から入力された光を、前記外部から入力された光の入射方向と異なる方向へ振り分ける第１から４のいずれかの本発明のアレー導波路回折格子である。
【００１７】
また、第６の本発明は、前記第２のアレー導波路の前記複数の光導波路のそれぞれと接続する複数の光導波路を有する第３のアレー導波路（７，１８，１９，３２，３３）をさらに備え、
前記振り分け手段は、前記第３のアレー導波路の少なくとも一つの光導波路上に設けられている第５の本発明のアレー導波路回折格子である。
【００１８】
また、第７の本発明は、一対の、第５の本発明のアレー導波路回折格子と、
前記一対のアレー導波路回折格子の一方の前記第３のアレー導波路を入力側に、前記一対のアレー導波路回折格子の他方の前記第３のアレー導波路を出力側にそれぞれ接続した光回路（３１）とを備え、
前記光回路の前記入力側に接続された前記アレー導波路回折格子の前記振り分け手段に光信号を入力し、
前記光回路の前記出力側に接続された前記アレー導波路回折格子の前記振り分け手段に光信号を出力するアレー導波路回折格子構造である。
【００１９】
また、第８の本発明は、前記光回路は、前記一方のアレー導波路回折格子の前記第３のアレー導波路から入力される光信号のゲイン、位相、偏向状態、波形の全部または一部を調整し、前記他方のアレー導波路回折格子の前記第３のアレー導波路へ出力する複数の補正器（４１〜４３）を有し、
前記補正器の数は、前記一方の前記第３のアレー導波路の複数の光導波路の数に対応している第７の本発明のアレー導波路回折格子構造である。
【００２０】
また、第９の本発明は、前記光回路は、外部から制御されるものである第８の本発明のアレー導波路回折格子構造である。
【００２１】
また、第１０の本発明は、前記光回路は、前記一方のアレー導波路回折格子の前記第３のアレー導波路から入力される光信号と、外部からの所定の入力光信号とを合波して、前記他方のアレー導波路回折格子の前記第３のアレー導波路へ出力する複数の合波器（５０〜５２）を有し、
前記合波器の数は、前記一方の前記第３のアレー導波路の複数の光導波路の数に対応している第７の本発明のアレー導波路回折格子構造である。
【００２２】
また、第１１の本発明は、前記光回路は、前記一方のアレー導波路回折格子の前記第３のアレー導波路からの入力を、前記他方のアレー導波路回折格子の前記第３のアレー導波路から出力される光信号と外部への所定の出力光信号とに分岐して出力する複数の分波器（５０〜５２）を有し、
前記分波器の数は、前記一方の前記第３のアレー導波路の複数の光導波路の数に対応している第７の本発明のアレー導波路回折格子構造である。
【００２３】
また、第１２の本発明は、前記光回路は、前記一方のアレー導波路回折格子の前記第３のアレー導波路から入力される光信号と、外部からの所定の入力光信号とを合波して、前記他方のアレー導波路回折格子の前記第３のアレー導波路から出力される光信号と外部への所定の出力光信号とに分岐して出力する複数の分合波器（５０〜５２）を有し、
前記分合波器の数は、前記一方の前記第３のアレー導波路の複数の光導波路の数に対応している第７の本発明のアレー導波路回折格子構造である。
【００２４】
また、第１３の本発明は、前記光回路の分波器、合波器または分合波器は、その分岐比および／または合波比が外部から制御されるものである第１０から第１２のいずれかの本発明のアレー導波路回折格子構造である。
【００２５】
また、第１４の本発明は、一部の光を反射し、残りの光を透過するハーフミラー（６１）と、
前記ハーフミラーの両主面側にそれぞれ設けられた、その長さがそれぞれ異なる複数のチャンネル導波路をそれぞれ有する一対の第１のアレー導波路（６３ａ、６３ｂ）と、
前記ハーフミラーと、前記一対の第１のアレー導波路のそれぞれの一方の端部側との間に設けられた一対の位相変換手段（６２ａ、６２ｂ）と、
前記一対の第１の光導波路群の、それぞれの他方の端部側に設けられた一対のスラブ導波路（６４ａ、６４ｂ）と、
前記一対のスラブ導波路の、前記第１のアレー導波路の設けられていないそれぞれの側に設けられた、複数の光導波路を有する一対の第２のアレー光導波路（６５ａ、６５ｂ）とを備え、
前記一対の両方または一方の第２のアレー導波路の一部の光導波路から出射される光は、その偏向状態に応じて、その方向が振り分けられるアレー導波路回折格子構造である。
【００２６】
また、第１５の本発明は、前記一対の両方または一方の第２のアレー導波路の一部の光導波路から出射された光の入力を受け、前記入力された光を、その偏向状態に基づき振り分けて出力する振り分け手段（６７）を備えた第１４の本発明のアレー導波路回折格子構造である。
【００２７】
また、第１６の本発明は、それぞれの前記位相変換手段は、それぞれが対応する前記第１のアレー導波路の主軸方向を回転中心として４５°傾いた主軸をに対して４５°傾いた主軸を有し、それぞれの前記位相変換手段の互いに直交する２個の主軸方向の各光波成分に付ける位相差が１／４波長である第１４の本発明のアレー導波路回折格子構造である。
【００２８】
また、第１７の本発明は、前記一対の前記第１のアレー導波路、前記一対の前記スラブ導波路および前記一対の前記第２のアレー導波路は、同一の基板上に形成されている第１４の本発明のアレー導波路回折格子構造である。
【００２９】
また、第１８の本発明は、前記振り分け手段は、外部から前記振り分け手段へ入力された光を前記スラブ導波路側の前記一部の光導波路に入力するよう振り分け、
前記第２のアレー導波路の前記一部の光導波路から入力された光を、前記外部から入力された光の入射方向と異なる方向へ振り分ける第１４から第１７のいずれかの本発明のアレー導波路回折格子構造である。
【００３０】
また、第１９の本発明は、一対の前記第２のアレー導波路の前記複数の光導波路のそれぞれと接続する複数の光導波路を有する一対の第３のアレー導波路（６６ａ、６６ｂ）をさらに備え、
前記振り分け手段は、一対の両方または一方の前記第３のアレー導波路の少なくとも一つの光導波路上に設けられている第１８の本発明のアレー導波路回折格子構造である。
【００３１】
また、第２０の本発明は、前記ハーフミラーの光の反射率および／または透過率は調整可能である第１４の本発明のアレー導波路回折格子構造である。
【００３２】
また、第２１の本発明は、第４の本発明のアレー導波路回折格子の製造方法であって、前記第１のアレー導波路、前記スラブ導波路および前記第２のアレー導波路になる所定のパターン（８１）を複数個、元基板（８０）上に形成する工程と、
前記所定のパターン毎に前記元基板を分割し、前記第１のアレー導波路、前記スラブ導波路および前記第２のアレー導波路が形成された基板を得る工程を備えたアレー導波路回折格子の製造方法である。
【００３３】
また、第２２の本発明は、複数の前記所定のパターンを形成するときに、前記第１のアレー導波路と前記第２のアレー導波路とが互いに隣り合うように形成する第２１の本発明のアレー導波路回折格子の製造方法である。
【００３４】
また、第２３の本発明は、複数の前記所定のパターンを形成するときに、前記第１のアレー導波路同士、および前記第２のアレー導波路同士が互いに向かい合うように形成する第２１の本発明のアレー導波路回折格子の製造方法である。
【００３５】
また、第２４の本発明は、第１から第６のいずれかの本発明のアレー導波路回折格子または第７から第２０のいずれかの本発明のアレー導波路回折格子構造を備えた光デバイスである。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３７】
（実施の形態１）
図１に本発明の実施の形態１であるアレー導波路回折格子（ＡＷＧ）の構成概要図を示す。
【００３８】
実施の形態１のアレー導波路回折格子は、図１に示すように、基板６上に形成された入出力導波路１、スラブ導波路２、それぞれ長さの異なる複数のチャンネル導波路２１からなるアレー導波路３と、λ／４位相子４と、反射部５と、偏光分離部７が光学的に順に接続された構成を有している。
【００３９】
入出力導波路１は、ｎ（ｎは１以上の整数）個の導波路を有し、λ／４位相子４は、チャンネル導波路２１の光軸を回転中心として、基板６の主面に対してプラスマイナス４５°傾いた主軸を有し、λ／４位相子４の互いに直交する２個の主軸方向の各光波成分に付ける位相差が１／４波長となるように配置されている。また、反射部５は、その主面と、アレー導波路３の各チャンネル導波路２０の光軸とが互いに垂直となるように配置されている。
【００４０】
また、偏光分離部７は、入出力導波路１のｎ個の導波路の内、第ｋ番目の導波路８の途中に設けられており、偏光状態が互いに異なるＴＥ波とＴＭ波とを偏光分離する機能を有する。さらに偏向分離部７は、外部入力導波路２２と接続され、複数の波長（λ１・・・λｎ）を多重した入力ＴＥ波１０が入力される入力部１４と、第ｋ番目の導波路８が接続され、入力ＴＥ波１０と出力ＴＭ波１２が入出力する入出力部１５と、第ｋ番目の外部導波路１８と接続し、第ｋ番目の出力ＴＭ波１２を出力する出力部１６を有する。
【００４１】
また、入出力導波路１において、第ｋ番目の導波路８以外の導波路は、それぞれ変更分離部７と接続されていない他の外部導波路と接続される。例えば、第ｍ番目の出力ＴＭ波（波長λｍ）を出力する第ｍ番目の導波路２０は、これに対応する第ｍ番目の外部導波路１７と接続される。また、第ｎ番目の出力ＴＭ波（波長λｎ）を出力する第ｎ番目の導波路９は、これに対応する第ｎ番目の外部導波路１９と接続される。要するに、入出力導波路１の第１番目〜第ｎ番目の各導波路と、第１番目〜第２番目の外部導波路とは、それぞれ一対一対応するように接続されており、互いに異なる波長（λ１、・・・、λｎ）のＴＭ波を伝送する。このとき、入出力導波路１の各導波路、外部導波路、およびＴＭ波の各順番は一対一対応している。
【００４２】
次に、実施の形態１における光の振舞いを説明する。外部入力導波路２２により導入された、波長多重された入力ＴＥ波（λ１〜λｎ）１０は、偏光分離部７の入力部１４と入出力部１５を介して入出力導波路１の第ｋ番目の導波路８に結合され、スラブ導波路２に導入される。
【００４３】
スラブ導波路２において、入力ＴＥ波１０は回折して広がった後、アレー導波路３を構成する複数個のチャンネル導波路２１内に伝搬される。チャンネル導波路２１から射出された入力ＴＥ波１０は、アレー導波路３に接続されたλ／４位相子４において、主軸方向の偏光成分がπ／２だけ位相がずれ円偏光となる。円偏光となった入力ＴＭ波１０は反射部５で反射され、再度λ／４位相子４に入射する。λ／４位相子４に入射した円偏光（λ１〜λｎ）は、再度主軸方向の偏光成分がπ／２だけ位相がずれてＴＭ波（λ１〜λｎ）となり、アレー導波路３を構成する複数個のチャンネル導波路２１内に導入され、スラブ導波路２を介して、入出力導波路１に結合される。
【００４４】
ここで、アレー導波路３内に導入されたＴＭ波の多重波長光は各チャンネル導波路２１の往路と復路の合計光路長が異なるために、多重波長光を構成する各波長の光束は、各チャンネル導波路２１毎に位相がずれる。したがって復路で伝搬するスラブ導波路２の、チャンネル導波路２１寄りの端部で分散した光は、入出力導波路１寄りの端部において、その波長毎に異なる位置で集光される。スラブ導波路２において、入出力導波路１を構成する各導波路は、波長毎に異なった位置に接続されているので、波長がそれぞれ異なる（λ１〜λｎ）光が、入出力導波路１を構成する第１〜第ｎ番目の導波路にそれぞれ結合され、スラブ導波路２に導入された光の多重された波長（λ１〜λｎ）は、スラブ導波路２から出力されるとき、すべて波長分離されることになる。
【００４５】
ここで、アレー導波路３において式１が成立する。
【００４６】
【数１】
2004191874.tif 000006
式１において、ｎｓはスラブ導波路２における実効屈折率、ｎｃはアレー導波路３を構成するチャンネル導波路２１の実効屈折率、ｄはスラブ導波路２との接続部分におけるアレー導波路間隔の周期（ピッチ）、θはスラブ導波路２内における回折光の回折角、ΔＬはアレー導波路３を構成するチャンネル導波路間の往路か復路のいずれかでの光路長差、ｎ４はλ／４位相子の実効屈折率、ｌはλ／４位相子長、ｎｒは反射部の実効屈折率、ｒは反射部の入射面から反射面までの距離、ｍ（整数）は回折次数、λは波長を示す。
【００４７】
中心波長λ０は付近では、回折次数ｍは式２となる。ただし、ΔＬ＞＞ｌ，ΔＬ＞＞ｒであるとした。
【００４８】
【数２】
2004191874.tif 000007
また、θ＜＜１が成立する範囲においては、分散は式３で与えられる。
【００４９】
【数３】
2004191874.tif 000008
アレー導波路回折格子においては、分散は光路長差ΔＬに比例するので、ΔＬを大きく取ることにより、従来の回折格子に比べて巨大な分散を得ることができる。
【００５０】
このように、λ／４位相子による位相変化、反射、および偏光分離を利用することにより、従来例の半分の光路長のアレー導波路と半分の個数のスラブ導波路２と、入出力導波路１で従来のアレー導波路回折格子の機能を半分の大きさで実現することができる。また、従来のアレー導波路回折格子と同じ大きさで、アレー導波路３の光路長を従来例と同様にして作製した場合、２倍の分散を得られる高性能なアレー導波路回折格子を得られることになる。
【００５１】
なお、λ／４位相子４、反射部５、偏光分離部７を入出力導波路１他と、同一の基板上６に形成することも可能である。
【００５２】
また、現実的にはλ／４位相子の波長分散のために、すべての波長においてＴＥ波が完全にＴＭ波に変換されることは無いが、ＴＥ波が完全にＴＭ波に変換されるのは第ｋ番目の波長λｋの光だけでよく、第ｋ番目の波長について精度良くλ／４だけ位相がずれればよい。
【００５３】
（実施の形態２）
図２に本発明の実施の形態２であるアレー導波路回折格子（ＡＷＧ）の構成概要図を示す。ただし、図１と同一部または相当部には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５４】
実施の形態２のアレー導波路回折格子の各部の構成は、基本的には図１の構成と同様であるが、第ｋ番目の導波路８の途中に設けられた偏光分離部７′が、第ｋ番目の外部導波路１８と接続され、第ｋ番目のＴＭ波２６が入力される入力部２３と、外部入力導波路２９と接続され、複数の波長（λ１・・・λｎ）を多重した出力ＴＥ波２８が出力される出力部２８と、第ｋ番目の導波路８が接続され、第ｋ番目のＴＭ波２６および出力ＴＥ波２８が入出力する入出力部１５′とを備えたものである点が異なる。
【００５５】
次に、実施の形態２における光の振舞いを説明する。ただし実施の形態１と同様の部分は省略して、相違点を中心に述べる。第１〜第ｎ番目までの合計ｎ個の外部導波路には、それぞれ互いに異なる波長λ１、λ２，・・・・、λｋ、・・・λｍ、λｎ、を有する入力ＴＭ波が入力される。入力ＴＭ波のうち、偏光分離部７′に接続された第ｋ番目の外部導波路１８から導入された、波長λｋを有する第ｋ番目の入力ＴＭ波２６は、偏光分離部７′の入力部２３と入出力部１５′を介して入出力導波路１の第ｋ番目の導波路８に結合される。一方、第ｋ番目の波長λｋを除く第１〜第ｎ番目の他の波長（λ１〜λｎ）を有する入力ＴＭ波は、第１〜第ｎ番目の、それぞれ対応する番号が付された外部導波路が接続された入出力導波路１の各導波路を直接介してスラブ導波路２に導入される。
【００５６】
スラブ導波路２に入力した、互いに異なるｎ種類の波長（λ１〜λｎ）を有するｎ個の入力ＴＭ波はスラブ導波路２内を回折して広がった後、アレー導波路３を構成する複数個のチャンネル導波路２１の各端部に結合される。このとき、チャンネル導波路２１のそれぞれに、回折したｎ個の入力ＴＭ波がそれぞれ導入されることになり、個々のチャンネル導波路２１において、ｎ種類の波長のｎ個の入力ＴＭ波がそれぞれ伝搬することになる。
【００５７】
チャンネル導波路２１から射出された、ｎ個の入力ＴＭ波は、アレー導波路３に接続されたλ／４位相子４において主軸方向の偏光成分がπ／２だけ位相がずれ円偏光となる。円偏光となった入力ＴＭ波は反射部５で反射され、続く反射部５で反射され、再度λ／４位相子４に入射する。λ／４位相子４に入射する円偏光（λ１〜λｎ）は再度主軸方向の偏光成分がπ／２だけ位相がずれてＴＥ波（λ１〜λｎ）となり、アレー導波路３を構成する複数個のチャンネル導波路２１内に導入され、続くスラブ導波路２を介して、入出力導波路１に結合される。
【００５８】
ここで、アレー導波路３内に導入されたＴＭ波は、各チャンネル導波路２１の往路と復路の合計光路長が異なるために、各波長の光束は、各チャンネル導波路２１毎に位相がずれる。したがって復路で伝搬するスラブ導波路２の、チャンネル導波路２１寄りの端部で出力された光は、入出力導波路１寄りの端部において、全ての波長において、第ｋ番目の導波路８が接続された位置に集光され、最終的にｎ種類の波長が多重された波長多重光となる。
【００５９】
第ｋ番目の導波路８に結合された波長多重光は、第ｋ番目のＴＥ波２８として、偏光分離部７′の入出力部１５′に入力されると、出力部２４から外部出力導波路２９に伝送される。
【００６０】
なお、実施の形態１と同様、λ／４位相子４、反射部５、偏光分離部７′を入出力導波路１他と、同一の基板上６に形成することも可能である。
【００６１】
また、現実的にはλ／４位相子の波長分散のために、すべての波長おいてＴＭ波が完全にＴＥ波に変換されることは無いが、ＴＭ波が完全にＴＥ波に変換されるのは第ｋ番目の波長λｋの光だけでよく、第ｋ番目の波長について精度良くλ／４だけ位相がずれればよい。
【００６２】
（実施の形態３）
図３に本発明の実施の形態３であるアレー導波路回折格子（ＡＷＧ）の構成概要図を示す。
【００６３】
実施の形態３のアレー導波路回折格子は、図３に示すように、実施の形態１のＡＷＧと同様の構成を有する第１のＡＷＧ３４と、実施の形態２のＡＷＧと同様の構成を有する第２のＡＷＧ３５とを備え、さらに、第１のＡＷＧ３４の入出力導波路３４と一対一対応するよう接続された入力導波路３２を入力側に、また第２のＡＷＧ３４の入出力導波路３５１と一対一対応するよう接続された出力導波路３３を出力側に接続した光回路３１とを備えている。
【００６４】
このような構成とすることにより、外部入力導波路３４２から入力された、波長多重伝送された光信号を第１のＡＷＧ３４で波長分離し、光回路３１において分離された各波長の光に対して個別に処理を行い、処理後の各波長の光を第２のＡＷＧ３５で合波し、再び波長多重光として外部出力導波路３５２から出力することで、多重波長光に所望の処理を施すことができる。
【００６５】
次に、実施の形態３の光回路３２の詳細例を実施の形態４と実施の形態５に挙げる。
【００６６】
（実施の形態４）
図４に本発明の実施の形態４である、波長多重通信用の信号補正器となる光回路の構成概要図を示す。
【００６７】
本実施の形態４は、図４に示すように、実施の形態３の光回路３２として、第１のＡＷＧ３４の入出力導波路３４１から出力された出力ＴＭ波を入力とし、この出力ＴＭ波の光信号波形を補正し、入力ＴＭ波として第２のＡＷＧ３５の入出力導波路３５１へ出力する補正器を備えたものである。なお、補正器は、図３に示す入力導波路３２の本数（出力導波路３３の本数と同数である）と同数あり、入力導波路３２を構成する個々の光導波路、および出力導波路３３を構成する個々の光導波路と一対一対応しているものであるが、図４においては、第１番目の出力ＴＭ波に対応した第１の補正器４１，第ｋ番目の出力ＴＭ波に対応した第ｋの補正器４２，第ｎ番目の出力ＴＭ波に対応した第ｎの補正器４３のみを示した。
【００６８】
図に示すように、各補正器４１〜４３は、それぞれ光信号波形４４ａ〜４６ａを有する各出力ＴＭ波を補正して、光信号波形４４ｂ〜４６ｂをそれぞれ有する出力ＴＭ波として、第２のＡＷＧ３５へ出力するようにする。
【００６９】
図４においては補正器は、入力信号波形のゲインを補正する機能を有するものとして示し、第１の補正器４１は入力信号波形を増幅する補正を行い、第ｋの補正器４１は入力信号波形を減衰する補正を行い、第ｎの補正器４３はゲインの補正を行わず、信号をそのままスルーさせるものとして示した。ただし補正器はゲインの補正のみならず、位相、偏向状態、波形のいずれかを補正するものであってもよい。またこれらのうち複数の状態を同時に補正するものであってもよい。
【００７０】
このような構成とすることにより、波長多重通信において、劣化した光信号を波長毎に補正して、再び波長多重通信に戻すことができる。
【００７１】
（実施の形態５）
図５に本発明の実施の形態５である、波長多重通信でのＡｄｄ−Ｄｒｏｐとなる光回路の構成概要図を示す。
【００７２】
図５に示すように、実施の形態３の光回路３２として、第１のＡＷＧ３４の入出力導波路３４１から出力された出力ＴＭ波を入力とし、この出力ＴＭ波の光信号波形を補正し、入力ＴＭ波として第２のＡＷＧ３５の入出力導波路３５１へ出力するＡｄｄ−Ｄｒｏｐを備えたものである。なお、Ａｄｄ−Ｄｒｏｐは、図３に示す入力導波路３２の本数（出力導波路３３の本数と同数である）と同数あり、入力導波路３２を構成する個々の光導波路、および出力導波路３３を構成する個々の光導波路と一対一対応しているものであるが、図５においては、第１番目の出力ＴＭ波に対応した第１のＡｄｄ−Ｄｒｏｐ５１，第ｋ番目の出力ＴＭ波に対応した第ｋのＡｄｄ−Ｄｒｏｐ５２，第ｎ番目の出力ＴＭ波に対応した第ｎのＡｄｄ−Ｄｒｏｐ５３のみを示した。
【００７３】
また、各Ａｄｄ−Ｄｒｏｐには、第１のＡＷＧ３４の出力ＴＭ波の入力と同じ側に、Ａｄｄ導波路が、第２のＡＷＧ３５への出力ＴＭ波の出力と同じ側に、Ｄｒｏｐ導波路がそれぞれ接続されており、各Ａｄｄ−Ｄｒｏｐの動作に応じて、Ａｄｄ導波路からはＡｄｄ信号が入力され、Ｄｒｏｐ導波路からはＤｒｏｐ信号が出力される。ただし図５においては、第１のＡｄｄ−Ｄｒｏｐ５１に対応したＡｄｄ導波路５３ａ、第ｋのＡｄｄ−Ｄｒｏｐ５２に対応したＡｄｄ導波路５４ａ、第ｎのＡｄｄ−Ｄｒｏｐ５３に対応したＡｄｄ導波路５５ａ、および第１のＡｄｄ−Ｄｒｏｐ５１に対応したＤｒｏｐ導波路５３ｂ、第ｋのＡｄｄ−Ｄｒｏｐ５２に対応したＤｒｏｐ導波路５４ｂ、第ｎのＡｄｄ−Ｄｒｏｐ５３に対応したＤｒｏｐ導波路５５ｂのみを示した。
【００７４】
以上のような構成を有するＡｄｄ−Ｄｒｏｐの基本的な動作は、第１のＡＷＧ３４から出力された出力ＴＭ波とＡｄｄ導波路を伝搬する光信号とを結合するとともに、結合により得られた合波信号を、第２のＡＷＧ３５へ入力するＴＭ波とＤｒｏｐ導波路を伝搬する光信号とに分岐するものである。
【００７５】
ただし、Ａｄｄ−Ｄｒｏｐは、必ずしも結合および分岐の動作を両方行う必要はない。すなわち、結合機能だけを行わせても良いし、分岐機能だけを行わせるようにしてもよい。また、分岐比および／または結合比を必要に応じて固定しても良いし、受信機能を持たせ外部から動的に制御するようにしてもよい。また、これらの動作は、各Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ毎に独立に設定させてもよい。すなわち、光回路内の全てのＡｄｄ−Ｄｒｏｐは同一の動作を行う必要はなく、互いに異なる動作を行わせてもよい。
【００７６】
図５の例では、第１のＡｄｄ−Ｄｒｏｐ５０は、波長λ１の第１番目の出力ＴＭ波のみを受けて、これを出力導波路３３へ出力するとともに、Ｄｒｏｐ導波路５３ｂへＤｒｏｐ信号を出力する分岐動作を行っている。また、第ｋのＡｄｄ−Ｄｒｏｐ５１は、波長λｋの第ｋ番目の出力ＴＭ波およびＡｄｄ導波路５４ａからのＡｄｄ信号を受けて、結合した信号を出力ＴＭ波として出力導波路３３へ出力する結合動作を行っている。また、第ｎのＡｄｄ−Ｄｒｏｐ５３は、波長λｎの第ｎ番目の出力ＴＭ波のみを受けて、これをそのまま出力ＴＭ波として出力導波路３３へ出力するスルー動作を行っている。なお、各Ａｄｄ−ｄｒｏｐにおいては、Ａｄｄ信号の入力があっても結合させないように結合機能を動的にＯＦＦしたり、Ｄｒｏｐ信号の要求により分岐機能を動的にＯＮすることも可能である。
【００７７】
このように、波長多重通信において、波長毎に光信号を結合・分岐できるため、機動的に光信号のルーティングを行うことができる。
【００７８】
（実施の形態６）
図６に本発明の実施の形態６であるアレー導波路回折格子（ＡＷＧ）の構成概要図を示す。
【００７９】
実施の形態６のアレー導波路回折格子は、図６に示すように、基板６０上の実質中央に配置されたハーフミラー６１を中心軸に、λ／４位相子６２ａおよび６２ｂアレー導波路６３ａおよび６３ｂ、スラブ導波路６４ａおよび６３ｂ、入出力導波路６５ａおよび６５ｂがそれぞれ対称となるよう形成され、さらに入出力導波路６５ａには外部導波路６６ａが、入出力導波路６５ｂには外部導波路６６ｂが接続された対称的な構成を有している。
【００８０】
ここでλ／４位相子６２ａおよび６２ｂは実施の形態１のＡＷＧのλ／４位相子４と同等の手段であり、アレー導波路６３ａおよび６３ｂは実施の形態１のＡＷＧのアレー導波路３と同等の手段であり、スラブ導波路６４ａおよび６３ｂは実施の形態１のスラブ導波路２と同等の手段であり、入出力導波路６５ａおよび６５ｂは実施の形態１の入出力導波路１と同等の手段であり、外部導波路６６ａおよび６６ｂは、実施の形態１のＡＷＧの外部導波路と同等の手段であり、各部の配置も実施の形態のＡＷＧと同様になっている。
【００８１】
すなわち、本実施の形態のＡＷＧは、ハーフミラー６１を反射部として共有する２つのＡＷＧが、向かい合わせに結合された構成となっている。ただし、実施の形態１のＡＷＧの偏光分離部７と同等の偏光分離部６７は、外部導波路６６ａの第ｋ番目の導波路６８にのみ接続された構成となっている。以下、偏光分離部６７を含むＡＷＧを第１のＡＷＧ、ハーフミラー６１の反対側のＡＷＧを第２のＡＷＧと称して説明を行う。
【００８２】
以上のような実施の形態６における光の振舞いは、以下のようになる。第１のＡＷＧの外部入力導波路６８により導入された波長多重された入射ＴＥ波（λ１〜λｎ）は、偏光分離部６７を介して入出力導波路６５ａの第ｋ番目の導波路６９に結合され、スラブ導波路６４ａに続き、アレー導波路６３ａを構成する複数個のチャンネル導波路内を伝搬し、λ／４位相子６２ａにおいて円偏光となり、続くハーフミラー６１で第１のＡＷＧ側に反射する第１の円偏光と第２のＡＷＧ側に透過する第２の円偏光とにほぼ等分される。
【００８３】
第１の円偏光は、第１のＡＷＧにおいて、実施の形態１と同様の作用により、λ／４位相子６２ａでＴＭ波に変換され、アレー導波路６３ａを伝搬した後、スラブ導波路６４ａによって入出力導波路６５ａを構成する複数の導波路端に波長毎にＴＭ波が結合され、入出力導波路６５ａにより波長分離され、波長分離された個々の光は、それぞれ外部導波路６６ａの各導波路から取り出される。
【００８４】
一方、第２の円偏光も、実施の形態１と同様の作用により、λ／４位相子６２ｂでＴＭ波に変換され、アレー導波路６３ｂを伝搬した後、スラブ導波路６４ｂによって入出力導波路６５ｂを構成する複数の導波路端に波長毎にＴＭ波が結合され、入出力導波路６５ｂにより波長分離され、波長分離された個々の光は、それぞれ外部導波路６６ｂの各導波路から取り出される。
【００８５】
このように、実施の形態１における反射部をハーフミラーに置換えて光を等分する機能を付加し、実施の形態１と同様の波長分離をすることにより、従来例とほぼ同じ長さの光路長のアレー導波路と同数のスラブ導波路と入出力導波路で従来のアレー導波路回折格子に分岐の機能を付加することができる。なお、第２のＡＷＧ側に偏光分離部６７を設ける構成としてもよい。さらに、両方のＡＷＧ側に偏光分離部６７を設けるようにしてもよい。
【００８６】
（実施の形態７）
図７に本発明の実施の形態７であるアレー導波路回折格子（ＡＷＧ）の構成概要図を示す。ただし実施の形態６と同一部または相当部には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００８７】
実施の形態７のアレー導波路回折格子は、図７に示すように、基本的な構成は実施の形態６と同様であるが、外部導波路６６ａに、偏光分離部６７の代わりに、実施の形態２のＡＷＧの偏光分離部７′と同様の手段である偏光分離部７０ａを設けるとともに、第２のＡＷＧ側の外部導波路６６ｂにも、偏光分離部７′と同様の手段である偏光分離部７０ｂを設けた点が異なる。すなわち、本実施の形態のＡＷＧは、ハーフミラー６１を反射部として共有する２つのＡＷＧが、向かい合わせに結合された構成となっており、この２つのＡＷＧは実施の形態２のＡＷＧと同様の、波長多重機能を有する。
【００８８】
実施の形態７における光の振舞いは以下のようになる。第１のＡＷＧのｎ個の外部導波路６６ａのそれぞれから導入された、互いに異なる波長（λ１〜λｎ）を有する入力ＴＭ波７２は、実施の形態２の場合と同様、偏光分離部７０ａを介する、波長λｋを有する第ｋ番目の入力ＴＭ波を含めて、入出力導波路６５ａの、波長毎に対応する各導波路に結合され、スラブ導波路６４ａに続き、アレー導波路６３ａを構成する複数個のチャンネル導波路内を伝搬し、λ／４位相子６２ａにおいて円偏光となり、続くハーフミラー６１で第１のＡＷＧ側に反射する第１の円偏光と第２のＡＷＧ側７１に透過する第２の円偏光にほぼ等分される。
【００８９】
第１の円偏光は、第１のＡＷＧ側においては、実施の形態２で説明したように、λ／４位相子６２ａでＴＥ波に変換され、アレー導波路６３ａを伝搬した後、スラブ導波路６４ａによって入出力導波路６５ａの第ｋ番目の導波路７５ａの端部に全ての波長のＴＭ波が結合され、偏光分離部６６ａを介して外部出力導波路７１ａからλ１〜λｎの波長が多重された第１のＴＥ波７３として取出される。
【００９０】
一方、第２の円偏光も、第２のＡＷＧ側において、第１の円偏光の場合と同様に、λ／４位相子６２ｂでＴＥ波に変換され、アレー導波路６３ｂを伝搬した後、スラブ導波路６４ｂによって入出力導波路６５ｂの第ｋ番目の導波路７５ｂの端部に全ての波長のＴＭ波が結合され、偏光分離部６６ｂを介して外部出力導波路７１ｂからλ１〜λｎの波長が多重された第２のＴＥ波７４として取出される。
【００９１】
このように、実施の形態２における反射部をハーフミラーに置換えて光を等分する機能を付加し、実施の形態２と同様の波長合波をすることにより、従来例とほぼ同じ長さの光路長のアレー導波路と同数のスラブ導波路と入出力導波路で従来のアレー導波路回折格子に分岐の機能を付加することができる。
【００９２】
なお、実施の形態６と実施の形態７においては、ハーフミラーを使用したが、透過率と反射率を可変機能を有する反射部を使用することも可能である。
【００９３】
また、本実施の形態のようにＡＷＧが従来の大きさである場合は、バッチ的にＡＷＧを形成する、本発明の元基板に相当するウェーハーからの取れ数は従来の２倍以上になる。たとえば、図８は、ウェーハー８０上に本実施の形態のＡＷＧ８１を同方向に配列した状態で同時に作製する例であり、個々のＡＷＧとして分割される領域は、実施の形態１のＡＷＧの入出力導波路１となるパターンと、アレー導波路２となるパターンとが、互いに向き合うような配列で並んでいる。従来は、１枚のウェーハーから８個しか取れなかったところが、２０個も取れるようになる。
【００９４】
また、図９は、ウェーハー８０上に、図中網枠で囲んで示した従来のＡＷＧ形状８２、すなわち、本実施の形態のＡＷＧを互いに対称となるように配列した状態で同時に作製する例であり、個々のＡＷＧとして分割される領域は、実施の形態１のＡＷＧの入出力導波路１となるパターン同士、またはアレー導波路２となるパターン同士が、互いに向き合うような配列で並んでいる。この場合、従来形状のＡＷＧに対応する領域を半分に切断すれば、本実施の形態のＡＷＧ８１が得られることになる。図９のメリットは、従来のＡＷＧ用に作製したマスクなどの設備や技術を転用できることである。なお、図８および９において、ＡＷＧとしては、スラブ導波路、アレー導波路および入出力導波路を基板上にパターンとして成形したものを示している。
【００９５】
なお、上記の各実施の形態において、アレー導波路３は本発明の第１のアレー導波路に相当し、反射部５は本発明の反射手段に相当する。また、λ／４位相子４は本発明の位相変換手段に相当する。また、スラブ導波路２は、本発明のスラブ導波路に相当し、入出力導波路１は本発明の第２のアレー光導波路に相当する。
【００９６】
また、偏光分離部７，７′は本発明の振り分け手段に相当し、外部導波路１７〜１９他の外部導波路、入力導波路３２，出力導波路３３は、本発明の第３のアレー導波路に相当する。また、補正器は本発明の補正器に相当し、Ａｄｄ−Ｄｒｏｐは本発明の分波器、合波器、分合波器に相当する。
【００９７】
また、ハーフミラー６１は本発明のハーフミラーに相当し、λ／４位相子６２ａ、６２ｂは本発明の一対の位相変換手段に相当し、アレー導波路６３ａ、６３ｂは本発明の一対の第１のアレー導波路に相当し、スラブ導波路６４ａおよび６４ｂは本発明の一対のスラブ導波路に相当し、入出力導波路６５ａ、６５ｂは本発明の一対の第２のアレー導波路に相当し、偏光分離部６７，７０ａ、７０ｂは本発明の振り分け手段に相当し、外部導波路６６ａ、６６ｂは本発明の一対の第３のアレー導波路に相当する。
【００９８】
また、実施の形態３，６，７のアレー導波路回折格子は、本発明のアレー導波路回折格子構造に相当する。
【００９９】
さらに、本発明のアレー導波路回折格子は、第３のアレー導波路および振り分け手段を省いた構成であってもよい。例えば、実施の形態１においては、外部導波路および偏光分離部７を省いた構成として実施しても構わない。
【０１００】
また、上記の各実施の形態においては、偏光分離部７、７′等の偏光分離部は、一本の外部導波路の途中に設けられたものとして説明を行ったが、複数の外部導波路にまたがって、それらの途中に設けられたものとしてもよい。また、複数の偏光分離部が、複数の外部導波路にそれぞれ設けられたものとしてもよい。
【０１０１】
また、本発明は、本発明のアレー導波路回折格子、アレー導波路回折格子構造を備えた光デバイスとして実現してもよく、そのような光デバイスとしては、分波装置、合波装置、光クロスコネクト（光ルータ）、アドドロップ、光信号の原意、位相、波形等を補償する光補償装置等が挙げられる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上述べたことから明らかなように、本発明は、従来と同性能を維持しつつ小型化が可能で、基板からの取れ数もより多くでき、低価格化が可能なアレー導波路回折格子を実現できるという効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１であるアレー導波路回折格子の構成概要図
【図２】本発明の実施の形態２であるアレー導波路回折格子の構成概要図
【図３】本発明の実施の形態３であるアレー導波路回折格子の構成概要図
【図４】本発明の実施の形態４であるアレー導波路回折格子の構成概要図
【図５】本発明の実施の形態５であるアレー導波路回折格子の構成概要図
【図６】本発明の実施の形態６であるアレー導波路回折格子の構成概要図
【図７】本発明の実施の形態７であるアレー導波路回折格子の構成概要図
【図８】本発明の実施の形態１〜実施の形態７であるアレー導波路回折格子のウェーハー上での第１配列パターンの構成概要図
【図９】本発明の実施の形態１〜実施の形態７であるアレー導波路回折格子のウェーハー上での第２配列パターンの構成概要図
【図１０】従来のアレー導波路回折格子を示す図
【符号の説明】
１  入出力導波路
２  スラブ導波路
３  アレー導波路
４  λ／４位相子
５  反射部
６  基板
７  偏光分離部
８  第ｋ番目の導波路
９  第ｎの導波路
１０  入力ＴＥ波（λ１〜λｎ）
１１  第ｍ出力ＴＭ波（λｍ）
１２  第ｋ番目の出力ＴＭ波（λｋ）
１３  第ｎ出力ＴＭ波（λｎ）
１４  入力部
１５  入出力部
１６  出力部
１７  第ｍの外部導波路
１８  第ｋ番目の外部導波路
１９  第ｎの外部導波路
２０  第ｍの導波路
２１  チャンネル導波路
２２  外部入力導波路
２３  入力部
２４  出力部
２５  第ｍ入力ＴＭ波（λｍ）
２６  第ｋ入力ＴＭ波（λｋ）
２７  第ｎ入力ＴＭ波（λｎ）
２８  出力ＴＥ波（λ１〜λｎ）
２９  外部出力導波路
３１  光回路
３２  入力導波路
３３  出力導波路
３４  第１のＡＷＧ
３５  第２のＡＷＧ
【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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