(57)【要約】【課題】調芯と姿勢調整が容易なアレイ導波路型光合分波器を提供する。【解決手段】アレイ導波路型光合分波器１の基板２上に、入力スラブ導波路４に接続されたモニタ入力チャネル導波路１０を形成し、このモニタ入力チャネル導波路１０の入力端１１を基板２の出力端９を配置した側面２ａとは異なる側面２ｃに配置した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、１ないし複数本の入力チャネル導波路と、その入力チャネル導波路に接続された入力スラブ導波路と、その入力スラブ導波路に接続された長さの異なる複数の導波路を有するアレイ導波路と、そのアレイ導波路に接続された出力スラブ導波路と、その出力スラブ導波路に接続された複数の導波路を有する出力チャネル導波路群とを形成し、上記入力チャネル導波路の入力端と上記出力チャネル導波路群の出力端とを上記基板の同じ側面に配置したアレイ導波路型光合分波器において、上記基板上に、上記入力スラブ導波路に接続されたモニタ入力チャネル導波路を形成し、このモニタ入力チャネル導波路の入力端を上記基板の上記出力端を配置した側面とは異なる側面に配置したことを特徴とするアレイ導波路型光合分波器。
【請求項２】
上記モニタ入力チャネル導波路の入力端を上記基板の上記出力端を配置した側面とは反対側の側面に配置したことを特徴とする請求項１記載のアレイ導波路型光合分波器。
【請求項３】
上記入力チャネル導波路にマッハツェンダー干渉計回路を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のアレイ導波路型光合分波器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調芯と姿勢調整が容易なアレイ導波路型光合分波器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４に示されるように、光回路の一形態であるアレイ導波路型光合分波器（アレイ導波路光合分波器、アレイ導波路型光導波路、光導波路素子、アレイ導波路型光合分波素子とも言う）４１は、基板４２上に、１ないし複数本の入力チャネル導波路４３と、その入力チャネル導波路に接続された入力スラブ導波路４４と、その入力スラブ導波路４４に接続された長さの異なる複数の導波路を有するアレイ導波路４５と、そのアレイ導波路４５に接続された出力スラブ導波路４６と、その出力スラブ導波路４６に接続された複数の導波路を有する出力チャネル導波路群４７とを形成したものである。
【０００３】
このアレイ導波路型光合分波器４１に入力光ファイバ（又は光ファイバアレイ；以下記載省略）１０２と出力光ファイバアレイ１０３を接続し、これらアレイ導波路型光合分波器４１、入力光ファイバ１０２、出力光ファイバアレイ１０３を扁平な直方体状のパッケージに収納して光合分波器モジュールが構成され、その光合分波器モジュールが伝送装置に組み込まれる。
【０００４】
従来のアレイ導波路型光合分波器４１は、入力チャネル導波路４３、入力スラブ導波路４４、アレイ導波路４５、出力スラブ導波路４６、出力チャネル導波路群４７がほぼ一方向に並んでおり、入力チャネル導波路４３の入力端４８とチャネル導波路群４７の出力端４９とが基板４２の互いに反対となる側面４２ａ，４２ｃに配置されている。よって、入力端４８に接続する入力光ファイバ１０２と出力端４９に接続する出力光ファイバアレイ１０３は基板４２の互いに反対側面４２ａ，４２ｃにつながることになる。
【０００５】
これらアレイ導波路型光合分波器４１、入力光ファイバ１０２、出力光ファイバアレイ１０３をパッケージに収納する光合分波器モジュール５１は、図５に示されるように、基板側面４２ｃから直角に延びている入力光ファイバ１０２の接続部分を収容するスペースと基板側面４２ａから直角に延びている出力光ファイバアレイ１０３の接続部分を収容するスペースとがそれぞれ必要となるため、パッケージ５２が大きくなる。また、光合分波器モジュール５１の仕様上の要請により、入力光ファイバ１０２と出力光ファイバアレイ１０３とをパッケージ５２の同じ側面からパッケージ５２外に出す場合、パッケージ５２内で入力光ファイバ１０２を出力光ファイバアレイ１０３のある側面まで引き回すスペースが必要となるため、さらにパッケージ５２が大きくなる。
【０００６】
これらのデッドスペース５３を無くすには、特許文献１のアレイ導波路型光合分波器６１を用いるとよい。このアレイ導波路型光合分波器６１は、図６に示されるように、入力チャネル導波路６３の入力端６８と出力チャネル導波路群６７の出力端６９とを基板６２の同じ側面６２ａに配置したものである。入力チャネル導波路６３、入力スラブ導波路６４、アレイ導波路６５、出力スラブ導波路６６、出力チャネル導波路群６７がほぼ一方向に並んでいるところは図４と同じであるが、入力チャネル導波路６３を曲げて形成することにより、入力チャネル導波路６３を出力チャネル導波路群６７と横並びさせてある。入力端６８と出力端６９が隣接しているので、入力光ファイバ１２と出力光ファイバアレイ１３とを一体化した入出力一体化ファイバアレイ１４を用いることで入出力を一括して接続することができる。
【０００７】
このアレイ導波路型光合分波器６１を用いた光合分波器モジュール７１は、図７に示されるように、基板６２の一側面のみに入出力一体化ファイバアレイ１４が接続されているため、パッケージ７２内での光ファイバの引き回しがない。これにより、デッドスペースが解消され、パッケージ７２を小さくすることができる。なお、光ファイバの最小曲げ半径は通常３０ｍｍ程度であり、基板上の導波路の最小曲げ半径はΔ０．８％導波路で５ｍｍ程度である。このように光ファイバの最小曲げ半径より導波路の最小曲げ半径が小さいことが上記デッドスペースを解消できた要因である。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１４２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図６のアレイ導波路型光合分波器６１は、入力光ファイバと出力光ファイバアレイとを一体化する必要がある。しかし、アレイ導波路型光合分波器と入出力一体化ファイバアレイとを接続する際の調芯方法が非常に複雑なものとなり時間がかかってしまう。これは入力光ファイバと出力光ファイバアレイとが一体であるために、出力の大きさが最大である位置を探して出力光ファイバアレイを動かすと、光を入力している入力光ファイバも動いてしまうことによる。
【００１０】
さらに、出力光ファイバアレイは複数本の光ファイバを一列に揃えて構成され、アレイ導波路型光合分波器の出力端も基板側面に一列に並ぶので、互いの列が向き合う姿勢（ねじり、θ移動とも言う）も調整する必要がある。入力光ファイバと出力光ファイバアレイとを一体化すると、やはり出力光ファイバアレイを動かしたとき入力光ファイバも動いてしまうので、姿勢調整（θ調芯、角度調芯とも言う）が困難となる。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、調芯と姿勢調整が容易なアレイ導波路型光合分波器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に本発明は、基板上に、１ないし複数本の入力チャネル導波路と、その入力チャネル導波路に接続された入力スラブ導波路と、その入力スラブ導波路に接続された長さの異なる複数の導波路を有するアレイ導波路と、そのアレイ導波路に接続された出力スラブ導波路と、その出力スラブ導波路に接続された複数の導波路を有する出力チャネル導波路群とを形成し、上記入力チャネル導波路の入力端と上記出力チャネル導波路群の出力端とを上記基板の同じ側面に配置したアレイ導波路型光合分波器において、上記基板上に、上記入力スラブ導波路に接続されたモニタ入力チャネル導波路を形成し、このモニタ入力チャネル導波路の入力端を上記基板の上記出力端を配置した側面とは異なる側面に配置したものである。
【００１３】
上記モニタ入力チャネル導波路の入力端を上記基板の上記出力端を配置した側面とは反対側の側面に配置してもよい。
【００１４】
上記入力チャネル導波路にマッハツェンダー干渉計回路を形成してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００１６】
（１）調芯と姿勢調整が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１８】
図１に示されるように、本発明に係るアレイ導波路型光合分波器１は、基板２上に、１ないし複数本の入力チャネル導波路３と、その入力チャネル導波路３に接続された入力スラブ導波路４と、その入力スラブ導波路４に接続された長さの異なる複数の導波路を有するアレイ導波路５と、そのアレイ導波路５に接続された出力スラブ導波路６と、その出力スラブ導波路６に接続された複数の導波路を有する出力チャネル導波路群７とを形成し、上記入力チャネル導波路３の入力端８と上記出力チャネル導波路群７の出力端９とを上記基板２の同じ側面２ａに配置したアレイ導波路型光合分波器１において、上記基板２上に、上記入力スラブ導波路４に接続されたモニタ入力チャネル導波路１０を形成し、このモニタ入力チャネル導波路１０の入力端１１を上記基板２の上記出力端９を配置した側面２ａとは異なる側面２ｂ，２ｃ，２ｄのいずれかに配置したものである。図示例では、入力チャネル導波路３は１本である。また、図示例では、モニタ入力チャネル導波路１０の入力端１１は出力端９を配置した側面２ａとは反対側の側面２ｃに配置してある。
【００１９】
入力チャネル導波路３の入力端８及び出力チャネル導波路群７の出力端９には、入力光ファイバ１２と出力光ファイバアレイ１３とを一体化した入出力一体化ファイバアレイ１４を接続する。また、モニタ入力チャネル導波路１０の入力端１１には、モニタ入力光ファイバ１５を接続する。
【００２０】
アレイ導波路型光合分波器１の通常使用時（調芯・姿勢調整でないとき）の動作を説明する。
【００２１】
入出力一体化ファイバアレイ１４の入力光ファイバ１２から入力端８に入射した光（ＷＤＭ信号；波長が異なる複数の光信号を重ね合わせた信号）は、入力チャネル導波路３を経由して入力スラブ導波路４に入射する。入力スラブ導波路４に入射した光は、入力スラブ導波路４を伝搬し、アレイ導波路５に入射する。アレイ導波路５に入射した光は、アレイ導波路５を伝搬し、各導波路の長さによって位相差を生じ、出力スラブ導波路６に入射する。出力スラブ導波路６に入射した光は、出力スラブ導波路６を伝搬し、各波長ごとに出力チャネル導波路群７に集光し、入射する。出力チャネル導波路群７に入射した光は、出力チャネル導波路群７を伝搬し、出力端９から出射して入出力一体化ファイバアレイ１４の出力光ファイバアレイ１３に至る。これにより、出力光ファイバアレイ１３中の各導波路には波長ごとに分離された光が導かれる。すなわちアレイ導波路型光合分波器１は分波器として動作する。合波器として動作する場合は、上記動作の逆となる。
【００２２】
次に、アレイ導波路型光合分波器１の調芯・姿勢調整時の動作を説明する。
【００２３】
モニタ入力光ファイバ１５から入力端１１に入射した光は、入力チャネル導波路３を経由して入力スラブ導波路４に入射する。入力スラブ導波路４に入射した光は、前述した入力光ファイバ１２からの光と同様に、入力スラブ導波路４、アレイ導波路５、出力スラブ導波路６、出力チャネル導波路群７、出力端９を経て出力光ファイバアレイ１３に至る。
【００２４】
出力光ファイバアレイ１３の端末（図示せず）において出力光強度を観測しつつ、入出力一体化ファイバアレイ１４の基板２への接続端を側面２ａに沿って平行移動させると、出力光強度が変化するので、出力光強度が大きくなる位置を求めて調心することができる。また、同様に出力光強度を観測しつつ、入出力一体化ファイバアレイ１４の基板２への接続端を側面２ａに対して角度を変化させると、導波路ごとに出力光強度が変化するので、姿勢調整することができる。このようにして、全ての導波路からの出力光強度が最大になったところで、出力光ファイバアレイ１３は位置、姿勢共に最適となり、出力光ファイバアレイ１３と出力チャネル導波路群７の光結合は最適となる。
【００２５】
このようにして、調心・姿勢調整が完了する。入出力一体化ファイバアレイ１４における入力光ファイバ１２と出力光ファイバアレイ１３との位置関係は、アレイ導波路型光合分波器１における入力端８と出力端９との位置関係に一致するようあらかじめ設計しておくので、出力光ファイバアレイ１３と出力チャネル導波路群７の光結合が最適となった状態で、必然的に入力光ファイバ１２と入力チャネル導波路３の光結合が最適となる。そこで、入出力一体化ファイバアレイ１４をアレイ導波路型光合分波器１に恒久的に接続する。モニタ入力光ファイバ１５は入力端１１に接続しておく必要はなくなっているので、取り外す。
【００２６】
アレイ導波路型光合分波器１、入出力一体化ファイバアレイ１４を図７のようにパッケージに収納すると、小型の光合分波器モジュールが構成される。
【００２７】
以上の調心・姿勢調整の動作において、入出力一体化ファイバアレイ１４を移動させたり角度を変化させたりしてもモニタ入力光ファイバ１５は動かないので、調心・姿勢調整の作業を遅滞なく進めることができる。すなわち、本発明のアレイ導波路型光合分波器１は、入力スラブ導波路４に接続されたモニタ入力チャネル導波路１０を形成し、このモニタ入力チャネル導波路１０の入力端１１を入力チャネル導波路３の入力端８及び出力チャネル導波路群７の出力端９を配置した側面２ａとは異なる側面２ｃに配置したことにより、調芯と姿勢調整が容易になる。
【００２８】
なお、実際のモニタ入力チャネル導波路１０と入力チャネル導波路３では、出力チャネル導波路群７への透過波長がずれるため、そのずれを見込んで出力チャネル導波路群７の導波路を選択するとよい。透過波長のずれは、アレイ導波路型光合分波器１の設計パラメータに依存し、例えば、図２に示されるように、入力スラブ導波路４の端面におけるモニタ入力チャネル導波路１０と入力チャネル導波路３との間隔ｄに依存する。
【００２９】
図３に示したアレイ導波路型光合分波器３１は、図１に示したアレイ導波路型光合分波器１の入力チャネル導波路３にＭＺＩ（マッハツェンダー干渉計）回路３２を形成したものである。非特許文献１に示されるように、波長特性平坦化のためＭＺＩ回路をスラブ導波路の入力部分に用いる場合がある。この場合でも図３のように本発明を適用し、入力スラブ導波路４に接続されたモニタ入力チャネル導波路１０を形成し、このモニタ入力チャネル導波路１０の入力端１１を入力チャネル導波路３の入力端８及び出力チャネル導波路群７の出力端９を配置した側面２ａとは異なる側面２ｃに配置することにより、調芯と姿勢調整が容易になる。
【００３０】
また、その際、ＭＺＩ回路３２を形成するために、入力端８に向かって直線的に延びた入力チャネル導波路３と余長部分を持つ入力チャネル導波路３とを形成するが、余長部分を持つ入力チャネル導波路３を直線的に延びた入力チャネル導波路３よりも内側に配置し、入力スラブ導波路４と出力スラブ導波路６との内角に生じている三角形状の余白スペースに余長部分を配置すると、アレイ導波路型光合分波器３１のサイズを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態を示すアレイ導波路型光合分波器の平面図である。
【図２】図１のＡ部分の拡大図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示すアレイ導波路型光合分波器の平面図である。
【図４】従来のアレイ導波路型光合分波器の平面図である。
【図５】従来の光合分波器モジュールの斜視図である。
【図６】従来のアレイ導波路型光合分波器の平面図である。
【図７】従来の光合分波器モジュールの斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  アレイ導波路型光合分波器
２  基板
３  入力チャネル導波路
４  入力スラブ導波路
５  アレイ導波路
６  出力スラブ導波路
７  出力チャネル導波路群
８  入力チャネル導波路の入力端
９  出力チャネル導波路群の出力端
１０  モニタ入力チャネル導波路
１１  モニタ入力チャネル導波路の入力端
【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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