(57)【要約】  少なくとも２つの調整可能コムで、チャネル導波路（１０８）の少なくとも１つのブロックを通って進む光ビームに基づいて、レーザ発振モードを調整する波長可変レーザ（１００）であって、光を受信／送信する第１の端子（１１０）と、各チャネル導波路（１０８）が反射コートされた第１のテール（１０１）と第２のテールとを有するチャネル導波路（１０８）の少なくとも１つのブロックと、第１の端子（１１０）をチャネル導波路（１０８）の少なくとも１つのブロックのチャネル導波路の第２のテールと光学的に結合する光結合要素（１０３）とを含む周波数選択的光マルチプレクサであって、各チャネル導波路（１０８）の長さは異なる周波数選択的光マルチプレクサ（１１２）と、周波数選択的光マルチプレクサの第１の端子（１１０）を反射要素（１０６）と結合する、広帯域スペクトルの光を発生する利得要素（１０５）と、レーザ発振モードを微調整し、波長可変レーザの位相ドリフトをオフセットするように構成された、利得要素（１０５）に結合した位相要素（１０４）と、各々がチャネル導波路（１０８）の少なくとも１つのブロックのそれぞれの複数のブランチに結合された複数の光チューナ（１０２ａ、１０２ｂ）とを有し、複数の光チューナ（１０２ａ、１０２ｂ）は、チャネル導波路（１０８）の少なくとも１つのブロックを通って進む光ビームに基づいて、レーザ発振モードを調整するように構成される。
2017527130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの調整可能コムで、チャネル導波路の少なくとも１つのブロックを通って進む光ビームに基づいて、レーザ発振モードを調整する波長可変レーザであって、
光を受信／送信する第１の端子と、各チャネル導波路が反射コートされた第１のテールと第２のテールとを有するチャネル導波路の少なくとも１つのブロックと、第１の端子をチャネル導波路の少なくとも１つのブロックのチャネル導波路の第２のテールと光学的に結合する光結合要素とを含む周波数選択的光マルチプレクサであって、各チャネル導波路の長さは異なる周波数選択的光マルチプレクサと、
前記周波数選択的光マルチプレクサの第１の端子を反射要素と結合する、広帯域スペクトルの光を発生する利得要素と、
レーザ発振モードを微調整し、波長可変レーザの位相ドリフトをオフセットするように構成された、前記利得要素に結合した位相要素と、
各々がチャネル導波路の少なくとも１つのブロックのそれぞれの複数のブランチに結合された複数の光チューナとを有し、
前記複数の光チューナは、チャネル導波路の少なくとも１つのブロックを通って進む光ビームに基づいて、レーザ発振モードを調整するように構成される、
波長可変レーザ。
【請求項２】
前記周波数選択的光マルチプレクサは、アレイ導波路回折格子マルチプレクサの半分のセクションを含む、請求項１に記載の波長可変レーザ。
【請求項３】
チャネル導波路の少なくとも１つのブロックの第１の複数のブランチに結合した第１の光チューナと、
チャネル導波路の少なくとも１つのブロックの第２の複数のブランチに結合した第２の光チューナとを有する、
請求項１または２に記載の波長可変レーザ。
【請求項４】
チャネル導波路の少なくとも１つのブロックの第１の複数のブランチは、前記複数のブランチの一部を含み、特にチャネル導波路の少なくとも１つのブロックのブランチの半分を含む、請求項３に記載の波長可変レーザ。
【請求項５】
複数の光チューナの第１の光チューナは、複数の光チューナの第１の光チューナに結合されたそれぞれの複数のブランチのチャネル導波路の屈折率を変更することに基づいて、レーザ発振モードを調整するように構成され、
複数の光チューナの第２の光チューナは、複数の光チューナの第２の光チューナに結合されたそれぞれの複数のブランチのチャネル導波路の屈折率を変更することに基づいて、レーザ発振モードを調整するように構成される、
請求項１ないし４いずれか一項に記載の波長可変レーザ。
【請求項６】
複数の光チューナは、熱的調整、電流注入、電圧、ストレスのうち少なくとも１つに基づいて屈折率を変更するように構成される、
請求項５に記載の波長可変レーザ。
【請求項７】
複数の光チューナは独立に調整可能である、
請求項１ないし６いずれか一項に記載の波長可変レーザ。
【請求項８】
光チューナは、チャネル導波路の少なくとも１つのブロックの第２の複数のブランチによって生成される他の周波数コムを一定にしつつ、第１の複数のブランチによって生成される１つの周波数コムを調整することによって不連続的調整するように構成される、
請求項１ないし７いずれか一項に記載の波長可変レーザ。
【請求項９】
前記光チューナは、両方の周波数コムを一緒に調整することにより、連続的調整するように構成される、請求項８に記載の波長可変レーザ。
【請求項１０】
前記光チューナは連続的調整と不連続的調整を組み合わせるように構成される、
請求項９に記載の波長可変レーザ。
【請求項１１】
前記反射要素は広帯域部分反射セクションを有する、
請求項１ないし１０いずれか一項に記載の波長可変レーザ。
【請求項１２】
前記広帯域部分反射セクションは受動的チャープ回折格子セクションを有する、
請求項１１に記載の波長可変レーザ。
【請求項１３】
光結合要素はスターカプラを含む、
請求項１ないし１２いずれか一項に記載の波長可変レーザ。
【請求項１４】
前記光結合要素は、チャネル導波路の少なくとも１つのブロックを通って進む光ビームが自由伝播領域で建設的に及び相殺的に干渉するように、第１の端子をチャネル導波路の少なくとも１つのブロックと結合する自由伝播領域を有する、
請求項１ないし１３いずれか一項に記載の波長可変レーザ。
【請求項１５】
前記波長可変レーザは、半導体光増幅器と共にチップ上に集積される、
請求項１ないし１４いずれか一項に記載の波長可変レーザ。
【請求項１６】
レーザ発振モードを調整する方法であって、
広帯域スペクトルの光を発生するステップと、
周波数選択的光マルチプレクサの第１の端子と反射要素との間で光を結合するステップと、
周波数選択的光マルチプレクサの第１の端子と、周波数選択的光マルチプレクサのチャネル導波路の少なくとも１つのブロックとの間で光を光学的に結合するステップであって、チャネル導波路の少なくとも１つのブロックの各導波路は、第１の端子に結合された、それぞれコーティングされた第１のテールと第２のテールを有する、ステップと、
チャネル導波路の少なくとも１つのブロックの第１の複数のブランチを通って進む光ビームに基づいて、及びチャネル導波路の少なくとも１つのブロックの第２の複数のブランチを通って進む光ビームに基づいて、レーザ発振モードを調整するステップとを含む、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、波長可変レーザ、特に、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）の半分を使用する広範囲に調整可能なレーザ、およびレーザ発振モードを調整する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長に敏感な単一周波数レーザダイオードは、様々な遠隔通信用途にとって不可欠な構成要素とみなされている。このようなレーザダイオードは、固定波長送信機のバックアップとして使用することができる。多数の光波長チャネル上で動作する波長分割多重化（ＷＤＭ）通信システムでは、多数の固定波長送信機がスペアとして保持されなければならず、これは高い追加コストを生じる。しかし、利用可能な光チャネルのいずれかで動作することができる、広く調整可能なレーザを用いると、コストを大幅に低減することができる。波長可変レーザは、光ネットワークの主要なイネーブリングコンポーネントになりつつある。波長可変レーザは、パケット交換、波長変換、光変調などの機能に使用でき、光ネットワークをより柔軟にすることができる。これらの用途に加えて、波長可変レーザまたはレーザダイオードは、検出用途ならびにファイバーブラッグ回折格子（ＦＢＧ）に基づくセンサ装置用の魅力的な光源でもある。
【０００３】
電気通信では、波長可変レーザ、とりわけ広帯域波長可変レーザに対する必要性が存在する。現在、産業界の企業は、異なる方法を用いて、波長可変レーザを実現している。例えば、ＤＳＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｓｕｐｅｒｍｏｄｅ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）、またはＳＧＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）、またはＳＯＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を使用した複数のＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ）の使用など、高度な回折格子構造を用いるものである。現在利用可能な波長可変レーザは、要求の厳しいプロセスを要するか、そうでなければフットプリントが大きくなってしまう。両方とも、チップスペースの浪費または製造プロセスの複雑さおよび動作の複雑さのために高コストにつながる。
【０００４】
製造するのが容易な波長可変レーザを提供する必要があり、特に、小さなチップスペースしか必要とせず、チップ製造プロセスで容易に製造できる波長可変レーザを提供する必要がある。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、光波長スペクトル全体にわたり細い線幅を可能にする広い波長可変レーザであって、生産が容易なものを提供することである。
【０００６】
この目的は独立項に記載した特徴により達成される。さらに別の実施形式は、従属項、説明、及び図面から明らかである。
【０００７】
本発明を詳細に説明するため、次の用語、略語及び表記を使用する：
ＡＷＧ：アレイ導波路回折格子、
ＦＢＧ：ファイバーブラッグ回折格子
ＤＳＤＢＲ：分散スーパーモード分散ブラッグ反射
ＳＯＡ：半導体光増幅器。
【０００８】
第１の態様によると、本発明は、少なくとも２つの調整可能コムで、チャネル導波路の少なくとも１つのブロックを通って進む光ビームに基づいて、レーザ発振モードを調整する波長可変レーザであって、光を受信／送信する第１の端子と、各チャネル導波路が反射コートされた第１のテールと第２のテールとを有するチャネル導波路の少なくとも１つのブロックと、第１の端子をチャネル導波路の少なくとも１つのブロックのチャネル導波路の第２のテールと光学的に結合する光結合要素とを含む周波数選択的光マルチプレクサであって、各チャネル導波路の長さは異なる周波数選択的光マルチプレクサと、前記周波数選択的光マルチプレクサの第１の端子を反射要素と結合する、広帯域スペクトルの光を発生する利得要素と、レーザ発振モードを微調整し、波長可変レーザの位相ドリフトをオフセットするように構成された、前記利得要素に結合した位相要素と、各々がチャネル導波路の少なくとも１つのブロックのそれぞれの複数のブランチに結合された複数の光チューナとを有し、前記複数の光チューナは、チャネル導波路の少なくとも１つのブロックを通って進む光ビームに基づいて、レーザ発振モードを調整するように構成される。
【０００９】
このような波長可変レーザは、チャネル導波路の少なくとも１つのブロックを通って進む光ビームによって異なるレーザ発振モードを提供することができるので、広い調整を提供する。光マルチプレクサは周波数選択的であり、チャネル導波路の構造は、それぞれが異なる長さを有することにより、光波長スペクトル全体にわたって狭い線幅でレーザ発振するモードを生成することを可能にする。チャネル導波路のブロックは、チャネル導波路を通って進行する光ビームを反射するように第１のテールで反射コーティングによりコーティングされ、第２チャネルによって終端され、様々な波長が重ね合わされてレーザ発振モードを生成するので、チャネル導波路の長さは、アレイ導波路回折格子に基づく従来の波長可変レーザと比較して低減することができる。
【００１０】
第１の態様による波長可変レーザの第１の実施形式では、前記周波数選択的光マルチプレクサは、アレイ導波路回折格子マルチプレクサの半分のセクションを含む。
【００１１】
アレイ導波路回折格子マルチプレクサの半分のセクションを使用することにより、チップスペースを削減することができ、それにより、波長可変レーザを容易にかつ費用効率良く製造することができる。さらに、距離の半分を通る光ビームによるエネルギー損失を低減することができる。したがって、光増幅器を節約することができる。
【００１２】
第１の態様、または第１の態様の第１の実施形式による波長可変レーザの第２の実施形式によると、波長可変レーザは、チャネル導波路の少なくとも１つのブロックの第１の複数のブランチに結合した第１の光チューナと、チャネル導波路の少なくとも１つのブロックの第２の複数のブランチに結合した第２の光チューナとを有する。
【００１３】
２つの光チューナを使用することにより、生産の複雑さを低減することができる。２つの光チューナのみを使用すれば、光媒体内の１つ以上のスーパーモードを調整するのに十分である。第１の複数のブランチに第１のチューナを適用し、第２の複数のブランチに第２のチューナを適用することによって、異なる波長を調整することができる。この構成は、不連続的調整（バーニア調整）とスーパーモード間の連続的調整を可能にするのに十分である。
【００１４】
第１の態様の第２の実施形式による波長可変レーザの第３の実施形式では、チャネル導波路の少なくとも１つのブロックの第１の複数のブランチは、前記複数のブランチの一部を含み、特にチャネル導波路の少なくとも１つのブロックのブランチの半分を含む。
【００１５】
チャネル導波路の少なくとも１つのブロックの第１の複数のブランチが全てのブランチの一部を含むように波長可変レーザを設計することによって、設計は非常に柔軟である。特に、レーザ発振モードの調整により、第１の複数のブランチの波長に微調整を適用し、第２の複数のブランチの波長に粗調整を適用することができる。チャネル導波路の少なくとも１つのブロックの第１の複数のブランチがすべてのブランチの半分を含むとき、レーザ発振モードの調整は、波長チャネルの全範囲にわたって同じ精度であり得る。
【００１６】
第１の態様、または第１の態様の前出の任意の実施形式による波長可変レーザの第４の実施形式によると、複数の光チューナの第１の光チューナは、複数の光チューナの第１の光チューナに結合されたそれぞれの複数のブランチのチャネル導波路の屈折率を変更することに基づいて、レーザ発振モードを調整するように構成され、複数の光チューナの第２の光チューナは、複数の光チューナの第２の光チューナに結合されたそれぞれの複数のブランチのチャネル導波路の屈折率を変更することに基づいて、レーザ発振モードを調整するように構成される。
【００１７】
複数のブランチそれぞれのチャネル導波路の屈折率を変更することにより、光波長スペクトル全体にわたって狭い線幅を可能にするＣバンド全体にわたってレーザ発振モードを広く調整することができる。
【００１８】
第１の態様の第４の実施形式による波長可変レーザの第５の実施形式では、複数の光チューナは、熱的調整、電流注入、電圧、ストレスのうち少なくとも１つに基づいて屈折率を変更するように構成される。
【００１９】
波長可変レーザの設計は非常に柔軟である。レーザが適用される条件および環境に応じて、上に示したような光学的調整のための様々な技術を適用することができる。
【００２０】
第１の態様、または第１の態様の前出の任意の実施形式による波長可変レーザの第６の実施形式によると、複数の光チューナは独立に調整可能である。
【００２１】
複数の光チューナが独立して調整可能である場合、バーニア効果を使用する不連続的調整技術と、すべてのキャビティモードにアクセスするスーパーモード間の連続的調整技術の両方を適用することができ、それによって高度な調整の柔軟性が得られる。
【００２２】
第１の態様、または第１の態様の前出の任意の実施形式による波長可変レーザの第７の実施形式によると、光チューナは、チャネル導波路の少なくとも１つのブロックの第２の複数のブランチによって生成される他の周波数コムを一定にしつつ、第１の複数のブランチによって生成される１つの周波数コムを調整することによって不連続的調整するように構成される。
【００２３】
他の周波数コムを一定にしつつ１つの周波数コムを調整すると、出力周波数は、バーニア効果を使用してスーパーモード（例えば、６ｎｍ）間でホップすることができる。これにより調整が高速になる。
【００２４】
第１の態様の第７の実施形式による波長可変レーザの第８の実施形式では、前記光チューナは、両方の周波数コムを一緒に調整することにより、連続的調整するように構成される。
【００２５】
両方の周波数コムを一緒に調整すると、２つのスーパーモード間でモードを連続的に調整することができる。これにより調整が非常に精密になる。
【００２６】
第１の態様の第８の実施形式による波長可変レーザの第９の実施形式では、前記光チューナは連続的調整と不連続的調整を組み合わせるように構成される。
【００２７】
不連続的と連続的な調整を組み合わせることで、Ｃバンドのすべてのキャビティモードにアクセスできる。よって、調整の殉難性が改善する。
【００２８】
第１の態様、または第１の態様の前出の任意の実施形式による波長可変レーザの第１０の実施形式によると、前記反射要素は広帯域部分反射セクションを有する。
【００２９】
このような広帯域部分反射器セクションにより、広帯域の波長、例えばＣバンド全体にわたって反射が可能となり、一方、光の一部のみがキャビティ内に反射されて、レーザ発振動作が確実に行われる。
【００３０】
第１の態様の第１０の実施形式による波長可変レーザの第１１の実施形式では、前記広帯域部分反射セクションは受動的チャープ回折格子セクションを有する。
【００３１】
このような受動的チャープ回折格子セクションは、波長のスペクトル線の間に広い間隔を設け、それにより大きな光帯域幅にわたって高い選択性と調整可能性をもたらす。
【００３２】
第１の態様、または第１の態様の前出の任意の実施形式による波長可変レーザの第１２の実施形式によると、光結合要素はスターカプラを含む。
【００３３】
このようなスターカプラは、電力効率の良い方法でチャネル導波路のブロックの異なるブランチを通って進む光ビームを光学的に結合することができる。スターカプラの結合比を選択することにより、最小量の入力電流における出力パワーの最大量をレーザによって提供することができる。
【００３４】
第１の態様、または第１の態様の前出の任意の実施形式による波長可変レーザの第１３の実施形式によると、前記光結合要素は、チャネル導波路の少なくとも１つのブロックを通って進む光ビームが自由伝播領域で建設的に及び相殺的に干渉するように、第１の端子をチャネル導波路の少なくとも１つのブロックと結合する自由伝播領域を有する。
【００３５】
このような自由伝播領域は、第１の端子から回折した光を、自由伝播領域を通って進ませ、例えば、ガウス分布でチャネル導波路を証明させる。各導波路から回折された光は、自由伝搬領域において建設的に及び相殺的に干渉し得る。
【００３６】
第１の態様、または第１の態様の前出の任意の実施形式による波長可変レーザの第１４の実施形式によると、前記波長可変レーザは、半導体光増幅器と共にチップ上に集積される。
【００３７】
このようなチップ上への集積によって、非常に高効率のレーザ装置を製造し、他の電子回路および光回路と共に集積することができる。
【００３８】
第２の態様によると、本発明は、レーザ発振モードを調整する方法であって、広帯域スペクトルの光を発生するステップと、周波数選択的光マルチプレクサの第１の端子と反射要素との間で光を結合するステップと、周波数選択的光マルチプレクサの第１の端子と、周波数選択的光マルチプレクサのチャネル導波路の少なくとも１つのブロックとの間で光を光学的に結合するステップであって、チャネル導波路の少なくとも１つのブロックの各導波路は、第１の端子に結合された、それぞれコーティングされた第１のテールと第２のテールを有する、ステップと、チャネル導波路の少なくとも１つのブロックの第１の複数のブランチを通って進む光ビームに基づいて、及びチャネル導波路の少なくとも１つのブロックの第２の複数のブランチを通って進む光ビームに基づいて、レーザ発振モードを調整するステップとを含む。
【００３９】
このような方法は、チャネル導波路の少なくとも１つのブロックを通って進む光ビームによって異なるレーザ発振モードを提供することができるので、広い調整を提供する。光マルチプレクサは周波数選択的であり、チャネル導波路の構造は、それぞれが異なる長さを有することにより、光波長スペクトル全体にわたって狭い線幅でレーザ発振するモードを生成することを可能にする。
【００４０】
第３の態様によると、本発明は、高反射コーティングされたアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）の半分を使用し、ＡＷＧの半分のうち少なくとも２つのＡＷＧを生成するように半分のＡＷＧブランチを熱的に調整する少なくとも２つの調整要素を使用する波長可変レーザに関する。
【００４１】
波長可変レーザは、高反射（ＨＲ）コーティングされたアレイ導波路回折格子の半分を使用し、ＡＷＧの半分のうち少なくとも２つのＡＷＧを生成するように半分のＡＷＧブランチを熱的に調整する少なくとも２つの調整要素を使用してもよい。これらの少なくとも２つのＡＷＧは、同じスターカプラまたは他の結合方法を共有してもしなくてもよい。ＡＷＧは、レーザの外部キャビティとして機能し、半分のＡＷＧは、チップのフットプリント、製造プロセスの複雑さを低減し、それによってチップコストを低減する。受動的チャープ回折格子は、他の構成要素との集積のための広帯域導波路反射器として働く。他の反射手段も同じ目的を果たすことができる。
【００４２】
この新しいアーキテクチャにより、他の比較可能な既存のソリューションに対してサイズが半分にできる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
本発明のさらに別の実施形態は、次の図面を参照して説明する。
【００４４】
【図１】一実施形態による波長可変レーザのアーキテクチャを示す概略図である。
【００４５】
【図２】第１の実施形態による半分のＡＷＧ（ｈａｌｆ  ａｎ  ＡＷＧ）として形成された周波数選択的光マルチプレクサを示す概略図である。
【００４６】
【図３】第２の実施形態による半分のＡＷＧ（ｈａｌｆ  ａｎ  ＡＷＧ）として形成された周波数選択的光マルチプレクサを示す概略図である。
【００４７】
【図４】第３の実施形態による半分のＡＷＧ（ｈａｌｆ  ａｎ  ＡＷＧ）として形成された周波数選択的光マルチプレクサを示す概略図である。
【００４８】
【図５】一実施形態による周波数選択的光マルチプレクサの２つの調整可能コムにおける建設的干渉及び相殺的干渉を示す概略図である。
【００４９】
【図６】図５に示したスペクトルの建設的干渉および相殺的干渉の結果を示す概略図を示す。
【００５０】
【図７】一実施形態による２つの整合モード間の建設的干渉からスーパーモードを生成するチューナを有する半分のＡＷＧの周波数選択性を示す概略図である。
【００５１】
【図８】一実施形態による波長可変レーザの反射要素に使用される受動的チャープ回折格子を示す図である。
【００５２】
【図９】一実施形態による波長可変レーザの光チューナによるスーパーモードの調整を示す概略図である。
【００５３】
【図１０】一実施形態による波長可変レーザの光チューナによる準連続的調整を示す概略図である。
【００５４】
【図１１】一実施形態による波長可変レーザの光チューナによる非連続的調整を示す概略図である。
【００５５】
【図１２】一実施形態による波長可変レーザの光チューナによるスーパーモード間の連続的調整を示す概略図である。
【００５６】
【図１３】一実施形態によるレーザ発振モードの調整方法を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下の詳細な説明では、その一部を形成し、本開示を実施することができる特定の態様を例として示す、添付の図面を参照する。言うまでもなく、他の態様を用いてもよく、本開示の範囲から逸脱することなく、構造的または論理的な変更をすることもできる。それゆえ、以下の詳細な説明は、限定的な意味に取ってはならず、本開示の範囲は添付した請求項により規定される。
【００５８】
言うまでもなく、記載された方法に関連してなされたコメントは、その方法を実施するように構成された対応する装置またはシステムについても当てはまり、逆も同様である。例えば、特定の方法ステップが記載されている場合、対応する装置は、そのようなユニットが明示的に説明または図示されていなくても、その説明された方法ステップを実行するユニットを含むことができる。さらに、特に断らない限り、本明細書に記載された様々な例示的な態様の特徴は、互いに組み合わせられてもよい。
【００５９】
本明細書に記載された装置および方法は、波長可変レーザおよびレーザ発振モードの調整方法に基づくことができる。波長可変レーザは、制御された方法で動作波長を変更できるレーザである。全てのレーザ利得媒質は出力波長の小さなシフトを許容するが、ごく少数のタイプのレーザだけで、広い波長範囲にわたって連続的な調整が可能である。広波長可変レーザは、Ｃバンド全体にわたる連続的な調整をすることができる。
【００６０】
本明細書に記載の方法および装置は、集積光チップを製造するために実施することができる。記載された装置およびシステムは、集積回路および／または受動的要素を含むことができ、様々な技術によって製造することができる。例えば、回路は、論理集積回路、アナログ集積回路、混合信号集積回路、光回路、メモリ回路、および／または集積された受動的要素を含むことができる。
【００６１】
以下の説明では、（光）導波路を使用する方法および装置について説明する。光導波路は、光スペクトル中の電磁波を導く物理的構造である。一般的なタイプの光導波路には、光ファイバおよび矩形導波路（ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ  ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ）が含まれる。光導波路は、それらの幾何学的形状により、例えば、平面導波路、ストリップ導波路またはファイバ導波路に分類でき、モード構成により、例えば、シングルモードまたはマルチモードに分類でき、屈折率分布により、例えば、段階的又は勾配的な屈折率分布に分類でき、材料により、例えば、ガラス、ポリマーまたは半導体に分類できる。
【００６２】
以下の説明では、光マルチプレクサと光デマルチプレクサを使用する方法および装置について説明する。光マルチプレクサは、複数の波長チャネルを、光マルチプレクサの端子とも呼ばれる単一の出力ファイバに多重化する。光デマルチプレクサは、デマルチプレクサの入力ファイバ、例えば、端子内の波長を、複数のポート、例えば、チャネル導波路に分離する。以下のセクションで説明するような周波数選択的光マルチプレクサは、光多重化と光多重分離の両方を含む。
【００６３】
以下の詳細な説明では、レーザ構造を用いる方法と装置を説明する。レーザ構造は、ある中心周波数の周りの帯域幅にわたる自然放出によって光ビームを生成し、前記光ビームを導く、両面アクティブセクション／領域と、光増幅作用を実行するアクティブセクションと、反射器として作用する２つの非アクティブまたは受動的セクション／領域とを有する。アクティブセクションは、２つの反射器によって境界が定められている。非アクティブまたは受動的反射セクション／領域の他に、透過特性を有するセクションも存在する。
【００６４】
以下の詳細な説明では、反射要素または反射器を使用する方法および装置、ならびに導波路のような透過特性を有するセクションについて説明する。リフレクタおよび透過特性を有するセクションは、一般に、共振器として示される。反射セクションおよび送信セクションは、反射または透過特性を有するものとして、一般に共振ピークとして示される複数の反射または透過ピークにより、機能的に特徴付けられる。反射特性または透過特性は、関連する波長の最大反射または透過を提供する、離間した最大反射点または最大透過点有する。従って、共振器特性は、複数のスペクトル応答ピークを有する。共振器特性は、その共振周波数がすべて同じ値で離間して、周期的であることを意味する規則的であるか、またはその共振周波数間に一定の間隔がないことを意味する不規則であるか、いずれかである。不規則性は、ランダムパターンの共振周波数またはいくつかの構造的パターンであり得る。このような特性は、コム（ｃｏｍｂ）形の反射または透過スペクトルを示す、サンプリングされた回折格子を介して、またはいわゆるスーパー回折格子を介して、得ることができる。回折格子またはスーパー回折格子は、分散した反射器または送信セクションとしても特徴付けられる。
【００６５】
以下の詳細な説明では、回折格子及びサンプリングまたは構造化された回折格子を用いる方法と装置を説明する。サンプリングされたまたは構造化された回折格子は、導波路系の構造であって、短周期ストリップ領域（ｓｈｏｒｔ  ｐｅｒｉｏｄ  ｓｔｒｉｐｐｅｄ  ｒｅｇｉｏｎｓ）と非ストリップ領域とを交互に含み、周期的に破壊された短周期構造を有するものとして説明することができる。スーパー回折格子は、回折格子を有する導波路系の構造として説明でき、該回折格子はそれぞれが一定の長さを有し、変調周期を形成する複数の反復単位領域と、は、レーザ中の光伝送の方向に沿って繰り返し単位領域の各々の位置に応じて変化する、回折格子の光反射率または透過率を決定する少なくとも１つのパラメータを有し、回折格子は少なくとも２つの変調周期だけ延在する。
【００６６】
以下の詳細な説明では、回折格子及びチャープ回折格子構造を用いる方法と装置を説明する。回折格子は、本質的に同一で平行な細長い要素の規則的に離間して配置された集合体である。回折格子は、通常、１組の細長い要素からなるが、２組で構成することができ、その場合、第２の組は、通常、第１の組に垂直である。チャープ回折格子は、チャープされた空間、すなわち、様々な波長の光を反射するように設計された様々な深さの空間を有する構造である。チャープ回折格子ミラーは、レーザで使用され、通常の誘電体ミラーよりも広い波長範囲の光を反射し、またはいくつかの光要素によって生成され得る波長の分散を補償する。
【００６７】
以下の説明では、ＡＷＧを使用する方法および装置について説明する。アレイ導波路回折格子は、波長分割多重（ＷＤＭ）システムのような光システムにおいて、光マルチプレクサまたはデマルチプレクサとして使用され得る光波回路である。ＡＷＧは、多数の波長を単一の光ファイバに多重化することができ、それによって光ネットワークの伝送容量を増大させる。ＡＷＧは、シリコン基板またはモノリシック層またはシリコンまたはポリマー（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｒ  ｐｏｌｙｍｅｒ）上にシリカのドープ層および非ドープ層をデポジションすることによって製造することができる平面光波回路であってもよい。
【００６８】
以下の説明では、Ｃバンド内光伝送を用いる方法および装置について説明する。光ファイバ通信は、通常、様々な「通信窓（ｔｅｌｅｃｏｍ  ｗｉｎｄｏｗｓ）」に対応する波長領域で動作する。Ｃバンドは、非常に幅広く使用され、１．５μｍ（１５３０−１５６５ｎｍ）の波長を利用する、そのような窓の１つのことである。この領域ではシリカファイバの損失が最も少なく、非常に高い性能を提供するエルビウムドープファイバ増幅器およびレーザダイオードが利用可能である。
【００６９】
図１は、一実施形態による波長可変レーザ１００のアーキテクチャを示す概略図である。少なくとも２つのチューナブルコムを有するチャネル導波路１０８の少なくとも１つのブロックを通って進む光ビームに基づいてレーザ発振モードを調整する波長可変レーザ１００は、周波数選択的光マルチプレクサ１１２と、利得要素１０５と、位相要素１０４と、複数の光チューナ１０２ａ、１０２ｂとを含む。
【００７０】
周波数選択的光マルチプレクサ１１２は、光を受信／送信する第１の端子１１０と、各チャネル導波路１０８が反射コートされた第１のテール１１０と第２のテールを有する少なくとも１ブロックのチャネル導波路１０８と、第１の端子１１０をチャネル導波路の少なくとも１つのブロックのチャネル導波路１０８の第２のテールと光学的に結合する光結合要素１０３とを含む。チャネル導波路１０８の各々は、異なる長さを有する。利得要素１０５は、広いスペクトルの光を発生する。利得要素１０５は、周波数選択的光マルチプレクサ１１２の第１の端子１１０を反射要素１０６に結合する。位相要素１０４は、利得要素１０５に結合される。位相要素１０４は、レーザモードを微調整し、波長可変レーザの位相ドリフトをオフセットするように構成されている。複数の光チューナ１０２ａ、１０２ｂの各々は、チャネル導波路１０８の少なくとも１つのブロックのそれぞれの複数のブランチに結合される。複数の光チューナ１０２ａ、１０２ｂは、チャネル導波路１０８の少なくとも１つのブロックを通る光ビームに基づいて、レーザ発振モードを調整するように構成されている。
【００７１】
周波数選択的光マルチプレクサ１１２は、図２ないし図４に関して以下に説明するように、アレイ導波路回折格子マルチプレクサの半分のセクションを含むことができる。複数の光チューナは、２つの光チューナを含んでもよく、第１の光チューナ１０２ａは、少なくとも１つのブロックのチャネル導波路１０８の第１の複数のブランチに結合され、第２の光チューナ１０２ｂは、少なくとも１つのブロックのチャネル導波路１０８の第２の複数のブランチに結合されている。チャネル導波路１０８の少なくとも１つのブロックの第１の複数のブランチは、図２ないし図４を参照して以下に説明するように、少なくとも１つのブロックのチャネル導波路１０８の複数のブランチの一部、特にブランチの半分を含むことができる。
【００７２】
複数の光チューナの第１の光チューナ１０２ａは、複数の光チューナの第１の光チューナ１０２ａに結合されたそれぞれの複数のブランチのチャネル導波路１０８の屈折率を変更することに基づいて、レーザ発振モードを調整するように構成されてもよい。複数の光チューナの第２の光チューナ１０２ｂは、図５、６、７及び９を参照して説明するように、複数の光チューナの第２の光チューナ１０２ｂに結合されたそれぞれの複数のブランチのチャネル導波路１０８の屈折率を変更することに基づいて、レーザ発振モードを調整するように構成されてもよい。光チューナ１０２ａ、１０２ｂは、熱的調整、電流注入、電圧またはストレスに基づいて屈折率を変更するように構成されてもよい。光チューナ１０２ａ、１０２ｂは、独立して調整可能であってもよい。
【００７３】
光チューナ１０２ａ、１０２ｂは、図１１を参照して以下に説明するように、チャネル導波路１０８の少なくとも１つのブロックの第１の複数のブランチによって生成された１つの周波数コムを調整することによって不連続的調整するように構成されてもよく、一方、第２の複数のブランチによって生成される他の周波数コムは一定である。光チューナ１０２ａ、１０２ｂは、図１２を参照して以下に説明するように、両方の周波数コムを一緒に調整することによって連続的調整するように構成することができる。光チューナ１０２ａ、１０２ｂは、図１０を参照して以下に説明するように、連続的調整および不連続的調整を組み合わせるように構成されてもよい。
【００７４】
反射要素１０６は、広帯域部分反射セクションを含むことができる。広帯域部分反射セクションは、図８を参照して以下に説明されるような受動的チャープ回折格子セクションを含んでいてもよい。
【００７５】
光結合要素１０３は、スターカプラを含んでいてもよい。光結合要素１０３は、チャネル導波路１０８の少なくとも１つのブロックを通って進む光ビームが自由伝播領域で建設的に及び相殺的に干渉するように、第１の端子１１０をチャネル導波路１０８の少なくとも１つのブロックと結合する自由伝播領域を含んでもよい。
【００７６】
波長可変レーザ１００は、半導体光増幅器と共にチップ上に集積されてもよい。
【００７７】
波長可変レーザ１００は、周波数選択的光マルチプレクサがＡＷＧの半分を含むことができるので、ＡＷＧ波長可変レーザとすることもできる。波長可変レーザ１００は、信号をＡＷＧに反射させるＨＲ（高反射性）反射１０１を含み、実効ＡＷＧ長を２倍にすることができる。周波数選択的光マルチプレクサ１１２は、チップの複雑さ、フットプリント及びコストを低減するために半分のＡＷＧ（ｈａｌｆ  ａｎ  ＡＷＧ）を含むことができる。波長可変レーザ１００は、各々がＡＷＧブランチの半分をカバーする２つの調整要素を含むことができる。調整要素１０２ａ、１０２ｂは、ブランチの屈折率の（熱的な）波長調整のために使用され、それによってＡＷＧの半分から２つのＡＷＧをエミュレートすることができる。波長可変レーザ１００は、位相セクションまたは位相要素１０４を含むことができる。波長可変レーザ１００は、利得要素１０５、例えば利得チップまたは利得セクションを含むことができる。波長可変レーザ１００は、反射要素、例えば、広帯域導波路反射器として機能する受動的チャープ回折格子セクションを含んでもよい。
【００７８】
第１のテールの高反射コーティング１０１は、レーザ発振効果のための空洞反射器として機能してもよい。これはレーザ発振を起こすのに必要であり得る。光チューナ１０２ａ、１０２ｂは、バーニア効果を使用して、選択された周波数範囲にわたってＡＷＧブランチのグループを調整させることができる。これらのチューナは、例えば、熱的チューナであってもよい。アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）の半分は、図５に示すような周波数コム効果を提供する。利得チップ１０５および位相ブロック１０４は、レーザ発振効果を生じるために、および微調整のために必要とされ得る。レーザ発振が発生するためには、反射要素１０６の受動的チャープ回折格子が必要である。ＡＷＧブランチは、ブランチの長さに屈折率をかけて２倍した波長を提供することができる。レーザ光は、出力１０７で放射されてもよい。
【００７９】
利得チップ１０５は、高反射コーティング１０１と受動的チャープ回折格子１０６との間を進む広いスペクトルを生成することができます。受動的チャープ回折格子１０６は、要素１０１、１０２、１０３によって形成された空洞に、光の一部を反射して戻す広帯域ミラーとして働き、レーザ発振作用が確実に起こるようにすることができる。ＡＷＧ１０３は、周波数選択フィルタ（デマルチプレクサ）として機能することができる。選択される周波数は、ＡＷＧブランチ１０８の長さによって決定されてもよい。周波数のコム（ｃｏｍｂ）は、異なる経路長１０８のいくつかの分岐によって生成することができる。２セットのコムは、異なるパス長の差を有し、異なる間隔を有する２つの周波数コムを生成してもよい。チューナが存在しない場合、ＨＲコーティング１０１（または他の反射手段）から反射された光は、ＡＷＧのＦＲＰ（自由伝播領域）１０３において干渉し、レーザ発振する選択された単一の周波数は、図５に示すように２つの周波数コム１０２、１０３および１０８の建設的干渉及び相殺的干渉の結果である。チューナ１０２ａ、１０２ｂは、熱的調整を用いて狭い線幅および低損失を保証することができる、電流注入のような別の調整も使用することができる。Ｃバンドにわたり２つのスーパーモード間でデバイスを調整するために、両方のチューナを同時に起動することができる。
【００８０】
波長可変レーザ１００は、高反射率（ＨＲ）コーティングおよび調整を有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）の半分を使用して、信号をＡＷＧに反射し戻し、ＡＷＧブランチを調整し、それによって半分のＡＷＧを２つの完全なＡＷＧとして機能させるように設計されてもよい。調整要素１０２ａ、１０２ｂは、例えば、熱的調整を適用して、ＨＲコーティング１０１がＡＷＧを半分の大きさに縮小する間に、１つのＡＷＧから２つのＡＷＧを作成するようにすることによって、ＡＷＧブランチを調整させることができる。ＡＷＧは、レーザの外部キャビティとして作用することができる。ＡＷＧを使用するすべての従来の波長可変レーザは、少なくとも１つのフルＡＷＧを使用する。受動的チャープ回折格子１０６は、広帯域用の導波路反射器として機能し、変調器などの他のデバイスに接続することができるＳＯＡ（半導体光増幅器）とのレーザ集積を可能にする。
【００８１】
半分のＡＷＧは、チップのフットプリント（チップ占有面積）を低減し、製造プロセスの複雑さを低減し、それによってチップコストを低減する。レーザ１００は、反射手段１０６として受動的チャープ回折格子を使用することができ、それにより波長可変レーザ１００をＳＯＡに、次に他の装置に、例えば電気吸収変調器（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ、ＥＡＭ）、その他の変調器およびデバイスに集積することを可能にする。
【００８２】
図２は、第１の実施形態による半分のＡＷＧとして形成された周波数選択的光マルチプレクサ２００を示す概略図である。
【００８３】
半分のＡＷＧ２００は、光を受信／伝送するための第１の端子２１０と、光カプラ（例えば、スターカプラ）によって第１の端子に結合されたチャネル導波路２０８のブロックまたはバンドルとを含む。チャネル導波路２０８の各々は、半分のＡＷＧ２００の第１のテールに、例えば高反射（ＨＲ）コーティング２０１により、反射コーティングされる。半分のＡＷＧ２００は、第１の端子がチャネル導波路２０８のそれぞれの第２のテールでチャネル導波路のブロックに結合される光結合要素を含む。チャネル導波路２０８の第１のテールにおける反射コーティング２０１は、（図２に示されるように）平面コーティングであってもよく、または各チャネル導波路に個別に適用されてもよい（図２に示されていない）。チャネル導波路２０８の各々は、チャネル導波路２０８内の異なる波長の伝搬を容易にするために異なる長さを有する。言うまでもなく、図２に示したレイアウトの任意のバリエーションが可能であり、例えば、図３および図４に示すような複数の導波路の複数のブロック、および図示しない他の設計が可能である。
【００８４】
図３は、第２の実施形態による半分のＡＷＧ３００として形成された周波数選択的光マルチプレクサを示す概略図である。
【００８５】
半分のＡＷＧ３００は、光を受信／送信するための第１の端子３１０と、光カプラ、例えばスターカプラによって第１の端子３１０に結合されたチャネル導波路３０８の２つのブロック３０８ａ、３０８ｂまたはバンドルとを含む。チャネル導波路のそれぞれのブロック３０８ａ、３０８ｂのチャネル導波路３０８の各々は、半分のＡＷＧ３００の第１のテールにおいて、例えば、高反射（ＨＲ）コーティング３０１によって反射コーティングされる。半分のＡＷＧ３００は、第１の端子がチャネル導波路３０８のそれぞれの第２のテールでチャネル導波路の２つのブロックに結合される光結合要素を含む。チャネル導波路３０８の第１のテールにおける反射コーティング３０１は、（図３に示されるように）平面コーティングであってもよく、または各チャネル導波路に個別に適用されてもよく（図３に示されていない）、またはチャネル導波路３０８の各ブロック３０８ａ、３０８ｂに対して個別に適用されてもよい。チャネル導波路３０８の各々は、チャネル導波路３０８内の異なる波長の伝搬を容易にするために異なる長さを有する。
【００８６】
チャネル導波路の第１のブロック３０８ａの導波路長差は、ΔＬ１であってもよい。チャネル導波路の第２のブロック３０８ｂの導波路長差は、ΔＬ２であってもよい。調整要素（図３には図示せず）は、チャネル導波路の２つのブロック３０８ａ、３０８ｂ上を別々に覆い得る電極であってもよい。波長は、チャネル導波路のそれぞれのブロックの２つの電極における電流または電圧によって引き起こされるハーフアレイ導波路の反射率変化によって調整されてもよい。あるいは、熱的調整要素を実施してもよい。
【００８７】
利得要素３０５を用いて半分のＡＷＧ３００に結合する光を発生してもよい。
【００８８】
半分のＡＷＧ３００は、平面導波路技術で製造することができる。
【００８９】
図４は、第３の実施形態による半分のＡＷＧ４００として形成された周波数選択的光マルチプレクサを示す概略図である。
【００９０】
半分のＡＷＧ４００は、チャネル導波路４０８の２つのブロック４０８ａ、４０８ｂ、またはバンドルを含み、各チャネル導波路は、それぞれの光カプラ、例えば、スターカプラによってそれぞれの第１の端子４１０ａ、４１０ｂに結合される。チャネル導波路の各ブロック４０８ａ、４０８ｂは、それ自体の光カプラを有する。チャネル導波路のそれぞれのブロック４０８ａ、４０８ｂのチャネル導波路４０８の各々は、半分のＡＷＧ４００の第１のテールにおいて、例えば、高反射（ＨＲ）コーティング４０１によって反射コーティングされる。半分のＡＷＧ４００は、第１および第２の光カプラ要素を含む。第１の光結合要素は、チャネル導波路４０８の第１のブロック４０８ａを第２のテールでチャネル導波路の第１のブロックの第１の端子４１０ａに結合する。第２の光結合要素は、チャネル導波路４０８の第２のブロック４０８ｂを第２のテールでチャネル導波路の第２のブロックの第１の端子４１０ｂに結合する。チャネル導波路の第１のブロック４０８ａの第１の端子４１０ａおよびチャネル導波路の第２のブロック４０８ｂの第１の端子４１０ｂは、利得要素４０５に結合された周波数選択的光マルチプレクサ４００の第１の端子４１０において結合される。
【００９１】
チャネル導波路４０８の２つのブロック４０８ａ、４０８ｂの第１のテールにおける反射コーティング４０１は、（図４に示されるように）平面コーティングであってもよく、または各チャネル導波路に個別に適用されてもよく（図３に示されていない）、またはチャネル導波路４０８の各ブロック４０８ａ、４０８ｂに対して個別に適用されてもよい。チャネル導波路４０８の各々は、チャネル導波路４０８内の異なる波長の伝搬を容易にするために異なる長さを有する。
【００９２】
チャネル導波路の第１のブロック４０８ａの導波路長差は、ΔＬ１であってもよい。チャネル導波路の第２のブロック４０８ｂの導波路長差は、ΔＬ２であってもよい。チャネル導波路４０８の２つのブロック４０８ａ、４０８ｂは、互いに離間していてもよい。調整要素（図４には図示せず）は、チャネル導波路の２つのブロック４０８ａ、４０８ｂ上を別々に覆い得る電極であってもよい。波長は、チャネル導波路のそれぞれのブロックの２つの電極における電流または電圧によって引き起こされるハーフアレイ導波路の反射率変化によって調整されてもよい。あるいは、熱的調整要素を実施してもよい。
【００９３】
利得要素４０５を用いて半分のＡＷＧ４００に結合する光を発生してもよい。
【００９４】
半分のＡＷＧ４００は、平面導波路技術で製造することができる。
【００９５】
図５は、一実施形態による周波数選択的光マルチプレクサの２つの調整可能コムにおける建設的干渉及び相殺的干渉を示す概略図である。
【００９６】
この図は、バーニア（Ｖｅｒｎｉｅｒ）効果を使用することによる、第１調整要素および第２調整要素からの建設的および相殺的干渉を示している。第１調整要素のピークは、スペクトル内の第１のピーク５０１によって示され、第２調整要素のピークは、スペクトル内の第２のピーク５０２によって示される。スペクトルの特定の波長セクション５１０において、両方の調整要素のピーク５０１、５０２が重ね合わされ、スーパーモードが生じる。建設的干渉と相殺的干渉の結果を図６に示す。
【００９７】
図６は、図５に示したスペクトルの建設的干渉および相殺的干渉の結果を示す概略図を示す。建設的干渉および相殺的干渉を含む結果として生じるスペクトルは、高いメインピーク６０２およびより小さなサイドピーク６０１を示す。
【００９８】
図７は、一実施形態による２つの整合モード間の建設的干渉からスーパーモードを生成するチューナを有する半分のＡＷＧの周波数選択性を示す概略図７００である。第１の調整要素によって調整される（図７ａに図示した）第１のピーク７０１は、第２の調整要素によって調整される（図７ｂに図示した）第２のピーク７０２とは位相は異なるが、パワーは同様である。半分のＡＷＧの光結合器における第１のピーク７０１と第２のピーク７０２との重ね合わせ（ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、スーパーモード７０４と下位キャビティモード７０３の生成をもたらす建設的干渉（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）と相殺的干渉（ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）とをもたらす。これらのスーパーモード７０４は、下位キャビティモード７０３が生じる期間よりも長い期間（すなわち、より小さい周波数）で生じる。
【００９９】
図８は、一実施形態による波長可変レーザの反射要素に使用される受動的チャープ回折格子を８００示す図である。回折格子８００は、図８に示されるような平行ストライプ８０３、８０４の構造として実施されてもよい。受動的チャープ回折格子８００は、より短い波長８０１の光が、より長い波長８０２の光よりも、反射される前に、回折格子８００に侵入しないようにする。
【０１００】
代替的に、受動的チャープ回折格子８００は、非ストリップ領域と交互する短周期ストリップ領域を含む周期的に破れた短周期構造（ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ  ｂｒｏｋｅｎ  ｓｈｏｒｔ−ｐｅｒｉｏｄ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有してもよい。受動的チャープ回折格子８００は、回折格子を有する構造であるスーパー回折格子を含んでも良く、該回折格子は、各々が一定の長さを有し、それゆえ変調周期を形成する複数の反復単位領域を有し、回折格子の光反射率または透過率を決定する少なくとも１つのパラメータを有する。少なくとも１つのパラメータは、レーザにおける光伝送の方向に沿った各反復単位領域におけるその位置に依存して変化し得る。回折格子は、少なくとも２つの変調周期だけ延在してもよい。
【０１０１】
図９は、一実施形態による波長可変レーザの光チューナによるスーパーモードの調整９００を示す概略図である。
【０１０２】
建設的及び相殺的干渉を含む図９ｃに示される結果のスペクトルは、スーパーモード９０４ａ、９０４ｂに対応する高いメインピークと、下位キャビティモード９０３に対応するより小さいサイドピークを示す。
【０１０３】
Ｃバンドでレーザを調整するために、装置は２つの調整モード、すなわちバーニア（Ｖｅｒｎｉｅｒ）効果を用いた不連続的な調整と、全てのキャビティモードにアクセスするためのスーパーモード間の連続的な調整とを使用することができる。
【０１０４】
第１の調整要素によって調整する（図９ａに図示した）第１のピークＳ０１、Ｓ０２、Ｓｎ−１は、第２の調整要素によって調整する（図９ｂに図示した）第２のピークＳ１１、Ｓ１２、Ｓｎ−１、Ｓｎとは位相は異なるが、パワーは同様である。半分のＡＷＧの光結合器における第１のピークと第２のピークとの重ね合わせ（ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、図９ｃに示したように、スーパーモード９０４ａ、９０４ｂと下位キャビティモード９０３の生成をもたらす建設的干渉（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）と相殺的干渉（ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）とをもたらす。これらのスーパーモード９０４ａ、９０４ｂは、下位キャビティモード７０３が生じる期間よりも長い期間（すなわち、より小さい周波数）で生じる。
【０１０５】
図１０、１１は、２つの調整機構と、これらの２つの調整機構の組み合わせがどのようにしてＣ帯域にわたって準連続的な調整をもたらすかを示す。他の周波数コムを一定にしつつ１つの周波数コムを調整すると、出力周波数は、バーニア効果を使用してスーパーモード（６ｎｍ）間で「ホップ」することができる。両方の周波数コムを一緒に調整すると、２つのスーパーモード間でモードを連続的に調整することができる。不連続的と連続的な調整を組み合わせることで、Ｃバンドのすべてのキャビティモードにアクセスできる。位相セクションは、選択されたモードの微調整を可能にし、装置の寿命にわたってドリフトを相殺することができる。
【０１０６】
図１０は、一実施形態による波長可変レーザの光チューナによる準連続的調整１０００を示す概略図である。図は、熱的調整要素に適用される摂氏温度（℃）でのナノメートル（ｎｍ）の波長λを示す。用いられた温度に応じて、異なるレーザ発振スーパーモ−ドλＳ１、λＳ２、λＳ３、λＳ４、λＳ５、λＳ６は、適用された温度とともに連続的に発生する。
【０１０７】
図１１は、一実施形態による波長可変レーザの光チューナ１１００による非連続的調整を示す概略図である。図は、熱的調整要素に適用される摂氏温度（℃）でのナノメートル（ｎｍ）の波長λを示す。用いられた温度に応じて、異なるレーザ発振スーパーモ−ドλＳ１、λＳ２、λＳ３、λＳ４、λＳ５、λＳ６は、適用された温度とともに非連続的に、すなわち段階的に、発生する。
【０１０８】
図１２は一実施形態による波長可変レーザの光チューナによるスーパーモード間の連続的調整１２００を示す概略図である。
【０１０９】
図は、熱的調整要素に適用される摂氏温度（℃）でのナノメートル（ｎｍ）の波長λを示す。適用される温度に応じて、異なるレーザ発振スーパーモードλＳ２、λＳ３および異なる下位キャビティモード１２０３が発生し、スーパーモード間の連続的な調整が可能になる。
【０１１０】
図１３は、一実施形態によるレーザ発振モードの調整方法を示す概略図である。
【０１１１】
方法は、広帯域スペクトルの光を発生するステップ１３０１と、周波数選択的光マルチプレクサの第１の端子と反射要素との間で光を結合するステップ１３０２と、周波数選択的光マルチプレクサの第１の端子と周波数選択的光マルチプレクサのチャネル導波路の少なくとも１つのブロックとの間に光を光学的に結合するステップ１３０３であって、チャネル導波路の少なくとも１つのブロックの各導波路は、第１の端子に結合された、それぞれコーティングされた第１のテールと第２のテールを有する、ステップと、チャネル導波路の少なくとも１つのブロックの第１の複数のブランチを通って進む光ビームに基づいて、及びチャネル導波路の少なくとも１つのブロックの第２の複数のブランチを通って進む光ビームに基づいて、レーザ発振モードを調整するステップ１３０４とを含む。
【０１１２】
周波数選択的光マルチプレクサは、図１ないし１２を参照して上述したような周波数選択的光マルチプレクサに対応し得る。反射要素は、図１ないし図１２を参照して上述した反射要素に対応し得る。方法は、図１ないし図１２を参照して上述したようなチューナブルレーザを使用して実施し得る。
【０１１３】
本明細書で説明する方法、システムおよび装置は、チップ内の光回路または集積回路または特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）として実施することができる。本発明は、デジタルおよび／またはアナログ電子回路および光回路で実施することができる。
【０１１４】
本開示の特徴または態様を複数の実施形態の１つのみを参照して開示したが、アプリケーションで好ましく有利であるならば、かかる特徴または態様は他の実施形態の一又は複数の特徴または態様と組み合わせてもよい。さらに、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」、「ｈａｖｅ」、「ｗｉｔｈ」またはこれらの変化形を詳細な説明または特許請求の範囲のいずれかで用いる限り、かかる用語は「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」との用語と同様に包含的であることを意図している。また、用語「ｅｘｅｍｐｌａｒｙ」、「ｆｏｒ  ｅｘａｍｐｌｅ」、及び「ｅ．ｇ．」は、最良または最適ではなく、単に例を意味する。用語「ｃｏｕｐｌｅｄ」、「ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ」及びこれらの派生語を用いることがある。言うまでもなく、これらの用語は、２つの要素が物理的または電気的に直接的に接触しているかどうか、または相互に直接接触しているかどうかにかかわらず、互いに協働または相互作用することを示すために使用される。
【０１１５】
具体的な態様を例示して説明したが、当業者には言うまでもなく、例示して説明した具体的な態様は、本開示の範囲から逸脱することなく、幅広い別の、及び／または等価な実施形態で置き換えることができる。本願は、本明細書で説明した具体的な態様の適応や変形を含むものである。
【０１１６】
以下の特許請求の範囲内の要素は、対応するラベルを付して特定の順序で列挙されているが、特許請求の範囲の記載がそうした要素の一部または全部を実施する特定の順序を暗示しない限り、それらの要素はその特定の順序で実施されるものと必ずしも限定されない。
【０１１７】
上記教示に照らして、多くの代替、変更、および変形が当業者には明らかであろう。もちろん、当業者には言うまでもなく、本明細書に記載されたものを超えて本発明の多くの用途がある。本発明を１つまたは複数の特定の実施形態を参照して説明したが、当業者には言うまでもなく、本発明の範囲から逸脱することなく多くの変更を行うことができる。それゆえ、言うまでもなく、添付した請求項及びその等価の範囲内において、ここで具体的に説明していなければ本発明を実施できる。
【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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【国際調査報告】
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