(57)【要約】      （修正有）【課題】製造誤差の許容範囲が広く、リング共振器の周回光路長と共振器間の接続部の光路長の比を保持することができ、しかもＴＥ，ＴＭの両偏波モードにおいてもそれらの比が維持可能で偏波依存性を低減または解消したフィルタ特性を持つ導波路型波長フィルタを得る。【解決手段】光入力信号が入力される第１バスライン導波路１１と、この第１バスライン導波路に並行して配置され光出力信号を出力する第２バスライン導波路２１と、所定の曲率の湾曲部３０ａを有して光を周回させるリング状導波路からなるリング共振器３０，３１とを具備する光導波路型波長フィルタであって、第１、第２バスライン導波路とリング共振器３０，３１との接続部１２，２２は少なくとも一部が前記湾曲部３０ａと実質的に等しい曲率の区分湾曲導波路１２ａ，１２ｂ，１２ｃを有している。【選択図】図１
2005242141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入力信号が入力される第１バスライン導波路と、この第１バスライン導波路に並行して配置され光出力信号を出力する第２バスライン導波路と、少なくとも所定の曲率を有する湾曲部を有して光を周回させるリング状導波路からなり前記第１バスライン導波路と前記第２バスライン導波路間に光路方向に沿って複数個、並列接続して配置されたリング共振器とを具備する光導波路型波長フィルタであって、
前記第１バスライン導波路と前記第２のバスライン導波路は前記複数のリング共振器を接続する接続部を具備し、
前記光路方向に隣接する２個の前記リング共振器間の前記接続部は少なくとも一部が前記所定の曲率を有する湾曲部と実質的に等しい曲率の湾曲導波路を有してなる光導波路型波長フィルタ。
【請求項２】
前記各リング共振器は前記第１バスライン導波路と前記第２バスライン導波路と光結合する直線状の光結合部を形成し、その間を所定曲率の湾曲部で形成して周回光路長がきめられ、前記２個のリング共振器の光結合部の中心間の前記第１バスライン導波路と前記第２バスライン導波路のそれぞれの光路長を共振器間光路長とするとき、前記周回光路長の１／３よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の光導波路型波長フィルタ。
【請求項３】
前記接続部は直線導波路と湾曲導波路とを有しこれらの物理的長さの比が前記リング共振器の直線部と湾曲部の物理的長さの比に等しいことを特徴とする請求項１または２に記載の光導波路型波長フィルタ。
【請求項４】
前記接続部の湾曲導波路が複数に区分された区分湾曲導波路を連結して形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光導波路型波長フィルタ。
【請求項５】
前記接続部の湾曲導波路が複数の区分湾曲導波路で形成され、中心角がπ／６［ラジアン］またはそれよりも大きい少なくともいずれか１つの区分湾曲導波路が連結されたものであることを特徴とする請求項４に記載の光導波路型波長フィルタ。
【請求項６】
前記接続部の湾曲導波路が複数に区分されて区分湾曲導波路を形成し相互に隣接して接続される前記区分湾曲導波路がその湾曲方向が逆になるように接続されてなる請求項４または５に記載の光導波路型波長フィルタ。
【請求項７】
前記接続部が前記リング共振器側とは反対の側に張り出して湾曲してなる請求項１に記載の光導波路型波長フィルタ。
【請求項８】
前記リング共振器が少なくとも３個の並列結合をなし、前記バスラインの各リング共振器間の接続部の共振器間光路長が異なるものを含むことを特徴とする請求項１に記載の光導波路型波長フィルタ。
【請求項９】
前記並列結合のリング共振器は直列結合共振器を単位共振器としてこの単位共振器を並列結合したものを含むことを特徴とする請求項１に記載の光導波路型波長フィルタ。
【請求項１０】
前記光入力信号がＴＥおよびＴＭの両偏波モードを含み前記リング共振器の周回光路長と前記接続部の光路長の比が一定である請求項１記載の光導波路型波長フィルタ。
【請求項１１】
請求項１記載の光導波路型波長フィルタを含む波長合分波器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリング共振器を用いた光導波路型波長フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いた高密度波長多重DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）光通信は、大容量高速通信システムとして都市間の情報伝送に採用されている。需要の拡大から伝送するチャンネル数の増大がさらに求められ、波長数の拡大とチャンネル間隔の高密度化が必要になり、インタリーブ方式を取り入れた伝送方式が開発されている。インターリーブ方式は、図１２に示すように例えばｎチャンネルの光信号を１００ＧＨｚ間隔の波長で伝送する系において、これらの信号間にさらにｎチャンネルの光信号を間挿して５０ＧＨｚ間隔の波長を含む信号からなる２ｎチャンネルの伝送を可能にする。すなわち、奇数番の波長λ１，λ３・・・λ（２ｎ−１）の第１のチャンネル群と偶数番の波長λ２，λ４・・・λ２ｎの第２のチャンネル群を波長合分波器１３１で合波して光ファイバ１３２に伝送する。伝送される光信号は２ｎチャンネルで波長間のピッチは１／２に狭間隔化されている。受信された光信号は波長合分波器１３３で合波前の奇数番の波長λ１，λ３・・・λ（２ｎ−１）の第１のチャンネル群と偶数番の波長λ２，λ４・・・λ２ｎの第２のチャンネル群に分離され、さらに光合分波器１３４,１３５により各波長のチャンネルに分離される。なお符号１３６，１３７は送信側の光合分波器を示す。
【０００３】
光通信にプレーナ光波回路が用いられ、その代表例としてアレイ導波路型回折格子やマッハツェンダー干渉計型導波路がよく知られている。しかし、伝送される光信号波長の狭間隔化にともない、簡潔な構成からプレーナ光波回路の一つである導波路型波長フィルタが注目されている。導波路型波長フィルタは光ファイバのクラッドとコアとの関係と同じく、低屈折率の基板中に高屈折率の導波路を埋め込み形成したもので、バスライン導波路とリング共振器を組み合わせて、共振波長の間隔が一定波長間隔（ＦＳＲ）づつずれた櫛型の多段の帯域通過をもつ波長フィルタを構成する。
【０００４】
導波路型波長フィルタには、図１０に示すように直線の入出力バスライン導波路１１１，１１２間に直列接続した複数のリング共振器１１３を配置した直列結合型１１０と、図１１に示すように入出力バスライン１２１，１２２間に並列接続した複数のリング共振器１２３を配置した並列結合型１２０がある。直列結合型のフィルタ特性は、リング数、導波路間のパワー結合効率、共振器部の周回光路長をパラメータとして定められる。並列結合型の特性は、上記パラメータに加えて並列配置した共振器間の光路長で定められる。そのためフィルタ特性の合成により直列結合よりも多様なフィルタ特性を得ることができる（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−６６２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図９は並列結合型フィルタの基本的構成を示しており、入力側バスライン１０１と出力側バスライン１０２間に２個のリング共振器１０３ａ，１０３ｂを並列配置している。出力側バスライン１０２（ドロップポート）から出力１（ＯＵＴ１）が、入力側バスライン１０１の他端（スループットポート）から出力２（ＯＵＴ２）が取出される。リング数を増やすと特性の平坦性が高まり、パワー結合効率を上げると、特性の急峻性が増し矩形に近づく。さらに共振器部の周回光路長は共振波長間隔ＦＳＲを変化させる。
【０００６】
図１５は共振器間のバスラインを接続部１０４，１０５とするとその光路長ｎＬを共振器の周回光路長の１／２倍と等倍としたときの特性を示している。図は共振器光路長２πＲ（Ｒは共振器半径で１００μｍ）、結合度π／６の特性である。同特性では１／２倍では矩形性が低く、一方、等倍では矩形性が高まるが、側波帯が生じる。
【０００７】
導波路型波長フィルタの光路長は導波路構成の等価屈折率と物理的長さを乗じた値であり、共振器の周回光路長、バスラインの共振器間接続部の光路長はこれにより決定される。導波路構成の等価屈折率ｎｅｑは、導波路の屈折率をｎ１、導波路周囲の屈折率をｎ２とすると、ｎ１＞ｎｅｑ＞ｎ２で表わされる。２個のリング共振器間のバスラインの光路長の物理的長さは一方の共振器中心から他方の共振器中心までのバスラインの距離Ｌであるから、距離Ｌをリング共振器の半周に設定する場合は、ｎｅｑ・Ｌ＝ｎｅｑ・πＲとなる。すなわちバスラインの物理的直線距離ＬをπＲにして所定の特性に設計することができる。
【０００８】
このように並列結合型はリング共振器の周回光路長と共振器間の接続部の光路長の比が重要になる。しかしながら、設計値に対する製造誤差の精度は例えば０.０１％以内であることが要求される一方、導波路を形成する低屈折率物質層と高屈折率物質層の均質性や導波路の寸法誤差、設計値通りの特性の波長フィルタを均一性よく製造することは非常に困難であった。さらにリング共振器の湾曲部における屈折率がＴＥ波とＴＭ波の両偏波モードにより異なることによってフィルタ特性に偏波依存性が生じる。
【０００９】
本発明はこのような不都合を除去し、製造誤差の許容範囲が広くリング共振器の周回光路長と共振器間の接続部の光路長の比を保持することができ、しかもＴＥ、ＴＭの両偏波モードにおいてもそれらの比が維持可能で偏波依存性を低減または解消したフィルタ特性を持つ導波路型波長フィルタを得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、光入力信号が導入される第１のバスライン導波路と、この入力側バスライン導波路に並行して配置され光出力信号を出力する第２のバスライン導波路と、少なくとも所定の曲率を有する湾曲部を有して光を周回させるリング状導波路からなり前記第１のバスライン導波路と前記第２のバスライン導波路間に光路方向に沿って複数個、並列接続して配置されたリング共振器とを具備する光導波路型波長フィルタであって、
前記第１のバスライン導波路と前記第２のバスライン導波路は前記複数のリング共振器を接続する接続部を具備し、
前記光路方向に隣接する２個の前記リング共振器間の前記接続部は少なくとも一部が前記所定の曲率を有する湾曲部と実質的に等しい曲率の湾曲導波路を有してなる光導波路型波長フィルタにある。
【００１１】
さらに、前記各リング共振器は前記第１のバスライン導波路と前記第２のバスライン導波路と光結合する直線状の光結合部を形成し、その間を所定曲率の湾曲部で形成して周回光路長がきめられ、前記２個のリング共振器の光結合部の中心間の前記第１のバスライン導波路と前記第２のバスライン導波路のそれぞれの光路長を共振器間光路長とするとき、前記周回光路長の１／３よりも大きくすることができる。
【００１２】
さらに、前記接続部は直線導波路と湾曲導波路とを有しこれらの物理的長さの比が前記リング共振器の直線部と湾曲部の物理的長さの比に等しくすることができる。
【００１３】
さらに、前記接続部の湾曲導波路が複数に区分された区分湾曲導波路を連結して形成することができる。
【００１４】
さらに、前記接続部の湾曲導波路が複数の区分湾曲導波路で形成され、中心角がπ／６［ラジアン］またはそれ以上の少なくともいずれか１つの区分湾曲導波路が連結されたものとすることができる。
【００１５】
さらに、前記接続部の湾曲導波路が複数に区分されて区分湾曲導波路を形成し相互に隣接して接続される前記区分湾曲導波路がその湾曲方向が逆になるように接続することができる。
【００１６】
さらに、前記接続部が前記リング共振器側とは反対の側に張り出して湾曲させることが好ましい。
【００１７】
さらに、前記リング共振器が少なくとも３個の並列結合をなし、前記バスラインの各リング共振器間の接続部の共振器間光路長が異なるものを含むことができる。
【００１８】
さらに、前記並列結合のリング共振器は直列結合共振器を単位共振器としてこの単位共振器を並列結合したものを含むことができる。
【００１９】
さらに、本発明は、前記光導波路型波長フィルタを含む波長合分波器を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、このような複雑な構成により所定の特性を設計しても、設計された特性に対応できるフィルタを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態を示しており、入力側のバスライン導波路１１と出力側のバスライン２１を並行して配置する。入力側バスライン１１は光信号を入力（ＩＮ）する入力端子１１ａと、リング共振器との結合により得られる第２出力（ＯＵＴ２）を出力する出力端子１１ｂを有し、出力側バスライン２１はリング共振器との結合により得られる第１出力（ＯＵＴ１）の出力端子２１ａを有している。出力端子１がドロップポート、出力端子２がスループットポートである。
【００２３】
入力側バスライン導波路１１の光路方向１１ｃに沿って出力側バスライン導波路２１との間に第１と第２の２個のリング共振器３０，３１を並列配置し、各バスラインと結合させる。リング共振器３０，３１は中心をＯとする半径Ｒの円形リングで形成される。これらの共振器は入出力バスラインの接続部１２，２２で結合され、並列結合型フィルタを構成する。入出力バスラインの接続部の物理的長さは第１のリング共振器３０の中心Ｏと第２のリング共振器３１の中心Ｏ間の接続部の長さである。ここでリング共振器の中心とは入出力側バスラインを横切る方向の線で共振器を対称的に２分するときの対称中心をいう。
【００２４】
両接続部１２，２２は湾曲導波路からなり、入出力バスライン間に挟まれた共振器３０，３１とは反対側のバスライン外側に対称的に張り出して形成される。接続部１２（２２）はリング共振器の円形湾曲部３０ａと同じ曲率の複数の円弧の区分湾曲導波路１２ａ，１２ｂ，１２ｃを連結して形成する。リング共振器３０，３１の物理的周回長は２πＲで表されるので、その光路長はｎｂｅｎｄ・２πＲになる。両バスライン接続部の物理的長さをＬとすると、円弧の中心角を合計してＬ＝ａπＲに設計することが可能である。ａは比率であり、この比を選択してフィルタの帯域特性を多様に調節することができる。本実施形態の構成はａを１とした構成であり、リング共振器の半周と接続部１２，２２の物理的長さを等しくしている。
【００２５】
入力側バスライン１１と出力側バスライン２１は端子１１ａ、２１ａと第１リング共振器３０の中心Ｏに至る間の直線導波路１３，２３は平行して配置され、リング共振器間の接続部導波路１２，２２は湾曲導波路になり、第２のリング共振器３１を越えた部分は再び直線導波路１４，２４になる。
【００２６】
接続部の湾曲導波路１２（２２）は複数の円弧部すなわち複数に区分された区分湾曲導波路１２ａ，１２ｂ，１２ｃを連結して構成され、各区分湾曲導波路はリング共振器の湾曲部３０の曲率に等しい曲率の部分円を連結し、各連結部分が円滑になるように隣接する区分湾曲導波路同士を曲率中心１２ａｏ，１２ｂｏ，１２ｃｏが相互に反対になるようにして、すなわち湾曲方向が逆になるようにして変曲点を形成して接続する。本構成では接続部１２を第１リング共振器３０側から、中心が外側で中心角がπ／４［ラジアン］（４５°）の区分湾曲導波路１２ａ、中心が内側で中心角がπ／２（９０°）の区分湾曲導波路１２ｂ、中心が外側で中心角がπ／４（４５°）の区分湾曲導波路１２ｃで形成し、リング共振器の半周長に等しい長さπＲにしている。これにより接続部の光路長はｎｂｅｎｄ・πＲになり、リング共振器の半周の光路長に合致する。出力側バスラインの接続部２２についても同様である。
【００２７】
このように接続部１２，２２の形状をリング共振器の湾曲部に合わせた曲率の湾曲導波路で形成することにより、リング共振器の周回長に対する接続部の物理的長さの比を一定にしておけば、設計値に対して製造上の誤差が生じても、誤差がリング共振器とバスラインの両者に等しく影響して相補的に作用するので誤差が相殺されることになる。すなわち、直線導波路と湾曲導波路では等価屈折率が通過する光波長に対してわずかに異なっており、従来のように接続部を直線でつくる場合、リング共振器の湾曲部の光路長を直線導波路で等価的に設計しても所期の特性を得ることは製造上難しい。しかし本構成では同様の製造法により所期の特性を容易に得ることができる。しかも温度などの外乱によって直線部と湾曲部の特性が変化する場合にも、本構成はリング共振器とバスライン接続部の光路長が同一状態で変化するため、光路長の比率が変化することはなく、特性への影響が低減される。
【００２８】
さらに湾曲導波路は、ＴＥ波、ＴＭ波の偏波成分に対する屈折率が異なるが、バスライン接続部もリング共振器の湾曲部と同様に機能するために、両偏波モードにおいても、光路長の比がそのまま維持されフィルタ特性の偏波依存性も解消する。
【００２９】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図２により説明する。
【００３０】
図において第１実施形態と同符号の部分は同様部分を示している。本実施形態はリング共振器が競技場トラックと同様の直線部と円弧の湾曲部で形成されたトラックリング形状である点が第１実施形態と異なっている。
【００３１】
第１実施形態と同様に、入力側のバスライン導波路１１と出力側のバスライン２１を並行して配置する。入力側バスライン１１は光信号を入力（ＩＮ）する入力端子１１ａと、リング共振器との結合により得られる第２出力（ＯＵＴ２）を出力するスループットポートとして出力端子１１ｂを有し、この出力端子１１ｂは入力端子１１ａ側に折り曲げて入力側に出力端子１１ｂが配置される。出力側バスライン２１はリング共振器との結合により得られる第１出力（ＯＵＴ１）のドロップポートとして出力端子２１ａを入力端子側に有している。
【００３２】
入力側バスライン導波路１１の光路方向１１ｃに沿って出力側バスライン導波路２１との間に第１と第２の２個のリング共振器４０，４１を並列配置し、各バスラインと結合させる。リング共振器４０，４１は各バスラインと結合する一対の直線部４２と一対の半径Ｒの円弧４３で形成されたトラック形リングである。これらの両共振器は入出力バスラインの接続部１５，２５で結合され、並列結合型フィルタを構成する。
【００３３】
入力側バスライン１１は入力端１１ａからリング共振器の直線部４２と平行かつ同長でリング共振器との結合部となる直線導波路１１ｅを有し、曲率半径Ｒの区分湾曲導波路１５ａ，１５ｂ、区分直線導波路１５ｃ、曲率半径Ｒの区分湾曲導波路１５ｄ，１５ｅ、リング共振器４１の直線部４２と平行な直線導波路１１ｆを経て出力端１１ｂに連結する直線導波路１１ｇからなる。出力側バスライン２１も同様の直線導波路２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ、湾曲導波路２５を有している。
【００３４】
入出力バスラインの接続部の物理的長さは同一であり、入力側バスラインの接続部について説明すると、その導波路長は、第１のリング共振器４０を対称的に２分し、バスラインとこれを垂直に横切るリング中心線Ａの交点Ａ１と、第２のリング共振器４１を対称的に２分し、バスラインとこれを垂直に横切るリング中心線Ｂの交点Ｂ１との間の長さである。すなわち、接続部１５は区分導波路にさらに結合部の直線導波路１１ｅの一部が付加されて構成される。リング共振器４０との結合部の直線導波路１１ｅは交点Ａ１で２分され、その第２リング共振器４１側の導波路１１ｅ１が接続部に付加され、さらにリング共振器４１との結合部の直線導波路１１ｆは交点Ｂ１で２分され、その第１リング共振器４０側の導波路１１ｆ１が接続部に付加された長さになる。
【００３５】
接続部１５（出力側バスラインの接続部２５も同構成なので説明を省略）は結合部の導波路１１ｅ１，１１ｆ１、区分湾曲導波路１５ａ，１５ｂ，１５ｄ，１５ｅとこれらの区分湾曲導波路の中間に挿入した直線導波路１５ｃとからなり、同一面配置で入出力バスライン間に挟まれた共振器４０，４１とは反対側のバスライン外側に対称的に張り出して形成される。
【００３６】
各リング共振器の物理的長さは、結合部の直線導波路１１ｅ１、１１Ｆ１の長さ（Ｌ１／２＋Ｌ１／２）、区分湾曲導波路１５ａ，１５ｂ，１５ｄ，１５ｅの全長を2πＲ、区分直線導波路１５ｃの長さをＬ１から、（２πＲ＋２Ｌ１）で表され、湾曲部の屈折率をｎｂｅｎｄ，直線部の屈折率をｎｌｉｎｅとすると、リング共振器の周回光路長は（２ｎｂｅｎｄπＲ＋２ｎｌｉｎｅＬ１）で表すことができる。また両バスライン接続部の光路長は直線導波路１５ｃの光路長をＬ１にすることで、区分湾曲導波路と合わせ、（２ｎｂｅｎｄπＲ＋２ｎｌｉｎｅ・Ｌ１）にすることができる。これにより湾曲部の屈折率ｎｂｅｎｄ，直線部の屈折率ｎｌｉｎｅの実際の値が設計値とずれても、両者の比は１：１に維持される。また、共振器間の光路長の湾曲部の円弧の中心角と直線部１５ｃの長さを調節することにより、リング共振器光路長の１／２である（ｎｂｅｎｄπＲ＋ｎｌｉｎｅ・Ｌ１）を基準にして、光路長の比を１／３よりも大きい任意の値を選択することができる。
【００３７】
接続部１５（２５）の湾曲導波路は複数に区分された区分湾曲導波路１５ａ，１５ｂおよび１５ｄ，１５ｅで構成され中間を直線導波路１５ｃで連結している。各区分湾曲導波路はリング共振器の湾曲部４３の曲率に等しい曲率の部分円を連結し、各連結部分が円滑になるように隣接する区分湾曲導波路同士を湾曲方向が反対になるようにして変曲点１６ａ，１６ｂを形成して接続する。本構成では接続部１５を第１リング共振器４０側から、曲率中心が外側で中心角がπ／２［ラジアン］（９０°）の区分湾曲導波路１５ａ、曲率中心が内側で中心角がπ／２（９０°）の区分湾曲導波路１５ｂ、曲率中心が外側で中心角がπ／２（９０°）の区分湾曲導波路１５ｄ、曲率中心が内側で中心角がπ／２（９０°）の区分湾曲導波路１５ｅで形成し、区分湾曲導波路の物理的長さの総和を１つのリング共振器の湾曲部４３の周長に等しい長さ２πＲにしている。なお入力側バスラインの接続部１５についても同様である。
【００３８】
このように接続部１５，２５の形状をリング共振器の湾曲部に合わせた曲率の湾曲導波路で形成する。これにより接続部１５，２５を直線導波路と湾曲導波路の組合せとし、リング共振器の周回長に対する接続部の物理的長さの比を一定にしておけば、光路長が設計値に対して製造上の誤差が生じても、誤差がリング共振器とバスラインの両者に等しく影響し、相補的に作用して誤差が相殺されることになる。すなわち、上述したように、直線導波路と湾曲導波路では等価屈折率が通過する光波長に対してわずかに異なっており、従来のように接続部を直線部だけでつくる場合では、リング共振器の湾曲部の光路長を直線導波路で等価的に設計しても所期の特性を得ることは製造上難しい。しかし本構成ではリング共振器の湾曲部と同曲率の区分湾曲導波路を同一の長さで接続部に適用することによって、従来フィルタと同様の製造法で製作しても所期の特性を容易に得ることができる。しかも温度などの外乱によって直線部と湾曲部の特性が変化する場合でも、本構成はリング共振器とバスライン接続部の光路長が同一状態で変化するため、両光路長の比率が変化することはなく、外乱による特性への影響が低減される。しかも偏波成分によるフィルタ特性の偏波依存性を解消することができる。
【００３９】
（第３実施形態）
図３に示すように、本実施形態は４個のリング共振器を並列接続した並列結合型波長フィルタである。第２実施形態と同様に、入力側バスライン導波路１１と出力側バスライン２１を並行して配置する。入力側バスライン１１は光信号を入力（ＩＮ）する入力端子１１ａと、リング共振器との結合により得られる第２出力（ＯＵＴ２）を出力するスループットポートとして出力端子１１ｂを有し、この出力端子１１ｂは入力端子１１ａ側に折り曲げて入力側に出力端子１１ｂが配置される。出力側バスライン２１はリング共振器との結合により得られる第１出力（ＯＵＴ１）のドロップポートとして出力端子２１ａを入力端子側に有している。
【００４０】
入力側バスライン導波路１１の光路方向１１ｃに沿って出力側バスライン導波路２１との間に第１リング共振器５１、第２リング共振器５２、第３リング共振器５３、第４リング共振器５４を並列配置し、各バスラインと結合させる。これらのリング共振器は同一トラック形状および周回長をもち、直線部の長さＬ１と湾曲部の長さ２πＲから、周回光路長はｎｂｅｎｄ・２πＲ＋ｎ１ｉｎｅ・２Ｌ１で、実施形態２のリング共振器と同じ構成である。第１リング共振器５１と第２リング共振器５２間の接続部５５、第２リング共振器５２と第３リング共振器５３間の接続部５６、第３リング共振器５３と第４リング共振器５４間の接続部５７は、同一形状、同一光路長を有し、各光路長はリング共振器の半周回光路長と同じ、ｎｂｅｎｄ・πＲに設定される。接続部はさらに直線導波路を有し、その光路長はｎ１ｉｎｅ、・Ｌに設定される。
【００４１】
すなわち実施形態２の接続部と同じく接続部の光路長はｎｂｅｎｄ・πＲ＋ｎｌｉｎｅ・Ｌの構成になっている。接続部の湾曲導波路は複数の区分湾曲導波路からなり、リング共振器の半周湾曲部を複数に分割し湾曲方向を違えて連結した構造を有している。以上により各リング共振器間の接続部の光路長をリング共振器と同じ条件で設計することが可能で製造上で発生する導波路の屈折率のばらつきなどを考慮する必要がない。さらにばらつきが発生しても、フィルタ特性の変動を防ぐことができる。また、偏波依存性も解消される。
【００４２】
図１３は本実施形態において、図１２に示す４個のリング共振器を並列接続した適用光波長中心域（Ｃ−Ｂａｎｄ）の１９３ＴＨｚのフィルタとして、リング共振器の周回長１８７５．５７９μｍ、湾曲部径１８９．００９μｍ、バスライン導波路１２１および１２２とリング共振器１２３，１２４，１２５，１２６のパワー結合効率はそれぞれ０．１４６４，０．５，０．５，０．１４６４、ｎｂｅｎｄのＴＥおよびＴＭの両偏波モードにおける値はそれぞれ１．５０６３６４および１．５０６３７０、ｎｌｉｎｅは１．５０６０３９とし、接続部を同様に構成したときの通過特性を示し、ＡはＯＵＴ１（ドロップ）、ＢはＯＵＴ２（スループット）の特性である。これらの曲線から透過帯域の平坦な箱型特性を呈していることがわかる。図１５は図１２に示す従来の４個並列結合型波長フィルタを製造して得た一つの特性を示している。従来型は接続部が直線導波路で形成されており、設計上、接続部の光路長をリング共振器の光路長の比に合致させる。比較例では接続部の物理的長さは１８７５．８３７μｍでフィルタ特性の許容範囲に収めるために、前記光路長の比を０．０１％以下で製造しなくてはならない。すなわち１８７５．７３７μｍ〜１８７５．９３７μｍの範囲になる。このような精度を確保することは加工上かなり困難が伴う。さらに図は加工後の導波路の屈折率がフィルタの屈折率が設計値を１としたときに０．９９９９になったときのフィルタ特性である。この特性は波長フィルタとして不適格である。
【００４３】
図４および図５で本実施形態の製造方法を説明する。図４（Ａ）〜（Ｄ）は製造工程を説明するものである。
【００４４】
（第１工程）コア成膜
（Ａ）に示すように、単結晶Ｓｉ基板６０上に第１のＳｉＯ２膜（ｎ＝１．４５１３）６１を成膜し、さらに導波路（コア）となるＴａ２Ｏ５−ＳｉＯ２のコア膜（ｎ＝１．５６０１）６２をスパッタ積層する。
【００４５】
（第２工程）パターニング
（Ｂ）に示すように、導波路を形成すべきコア膜上にフォトレジスト６３を用いてマスクを形成する。
【００４６】
（第３工程）エッチング
（Ｃ）に示すように、ＲＩＥを用いてマスク下のコア膜を残して残りのコア膜を取り除き、導波路パターン６４を形成する。
【００４７】
（第４工程）埋め込み
（Ｄ）に示すように、導波路パターンおよび露出した第１のＳｉＯ２膜上に第２のＳｉＯ２膜６５をスパッタにより堆積し、導波路パターンを埋め込み、第１のＳｉＯ２膜６１および第２のＳｉＯ２膜６５をクラッド層としてリング共振器とバスラインの導波路を形成する。一枚のＳｉ基板に多数のフィルタパターンを形成する。このようにして図５のように基板６０面にフィルタ６６を形成する。チップサイズは例えば幅１ｍｍ、長さ２．５ｍｍ角であり、１のウエハに多数個のパターンを形成し、それぞれを切り出してフィルタチップにする。
【００４８】
（変形例）
図６は第３実施形態の第１リング共振器５１と第２リング共振器５２間の接続部５５と、第３リング共振器５３と第４リング共振器５４間の接続部５７の光路長を、第２実施形態の接続部１５のようにリング共振器の周回光路長に変更した構造である。なお第３実施形態と同符号は同等部分を示す。
【００４９】
図７は第３実施形態の第２リング共振器５２と第３リング共振器５３間の接続部５６を、第２実施形態の接続部１５のようにリング共振器の周回光路長に変更した構造である。なお第３実施形態と同一符号の部分は同等部分を示す。これらの接続部の光路長の選択により、フィルタ特性を任意に変更することが可能になる。
【００５０】
図８は３個の直列結合共振器８０ａ、８０ｂ、８０ｃを組として、入力バスライン１１と出力バスライン２１間に２組の直列結合共振器８０、８０を並列接続し、これらのバスラインの接続部８１、８２に第１実施形態の湾曲導波路と同等の光路長を適用したものである。
【００５１】
本発明によれば、このような複雑な構成により所定の特性を設計しても、設計された特性に対応できるフィルタを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態のパターンの略図。
【図２】本発明の第２実施形態のパターンの略図。
【図３】本発明の第３実施形態のパターンの略図。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は第３実施形態の製造方法の工程図。
【図５】第３実施形態の平面略図。
【図６】本発明の変形例のパターンの略図。
【図７】本発明の変形例のパターンの略図。
【図８】本発明の変形例のパターンの略図。
【図９】従来の並列結合型フィルタを説明するパターン略図。
【図１０】従来の直列結合型フィルタのパターン略図。
【図１１】従来の並列結合型フィルタのパターン略図。
【図１２】高密度波長多重光通信を説明する図。
【図１３】本発明の第３実施形態の特性を示す曲線図。
【図１４】従来の並列結合型フィルタの比較特性を説明する曲線図。
【図１５】並列結合型フィルタの特性を説明する曲線図。
【符号の説明】
【００５３】
１１：入力側（第１）バスライン
１１ａ：入力端子（ＩＮ）
１１ｂ：第２出力（ＯＵＴ２）の出力端子
２１：出力側（第２）バスライン
２１ａ：第１出力（ＯＵＴ２）の出力端子
１２，２２：接続部
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ：区分湾曲導波路
３０，３１：リング共振器
３０ａ：湾曲部
４０，４１：トラック形リング共振器
４２：直線部
４３：湾曲部
１５，２５：接続部
１５ａ，１５ｂ，１５ｄ，１５ｅ：区分湾曲導波路
１５ｃ：区分直線導波路
４２：トラックリング共振器の直線部
４３：リング共振器の湾曲部
【図１】
2005242141.tif 000003
【図２】
2005242141.tif 000004
【図３】
2005242141.tif 000005
【図４】
2005242141.tif 000006
【図５】
2005242141.tif 000007
【図６】
2005242141.tif 000008
【図７】
2005242141.tif 000009
【図８】
2005242141.tif 000010
【図９】
2005242141.tif 000011
【図１０】
2005242141.tif 000012
【図１１】
2005242141.tif 000013
【図１２】
2005242141.tif 000014
【図１３】
2005242141.tif 000015
【図１４】
2005242141.tif 000016
【図１５】
2005242141.tif 000017