JP2012181470A - アレイ導波路回折格子型光合分波器 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＭＵＸおよびＤＥＭＵＸモジュールを一つのパッケージに配置することが可能であるとともに、一方の端面に入出力用のファイバアレイを接続可能な小型のアレイ導波路回折格子型光合分波器を提供する。
【解決手段】 導波路チップ１５の端部には、複数の導波路５ａが形成される。導波路５ａは、スラブ導波路７を介して、それぞれ異なる長さで同一方向に屈曲する複数のチャネル導波路からなるアレイ導波路９と接続される。アレイ導波路９は、スラブ導波路８を介して導波路５ｂと接続される。すなわち、導波路５ｂは、導波路５ａとは反対側に向けて設けられる。導波路チップ１５の導波路１５ａとは反対側に設けられる導波路５ｂは、反転導波路チップ１１上に形成された反転導波路１１ａと接続される。反転導波路１１ａは、一方の端部から入力する光信号を入力方向に向けて逆向きに出力することが可能な略Ｕ字状の形状である。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の異なる波長の光の合波および分波を一つのパッケージで行うことが可能な、小型のアレイ導波路回折格子型光合分波器に関するものである。

従来、アレイ導波路格子型（ＡＷＧ）の光機器として、複数の波長の光を合波するＭＵＸモジュールや、複数の波長の光にそれぞれ分波するＤＥＭＵＸモジュールが使用される。このような合波および分波モジュールは、ユーザによってそれぞれ個別に設置されて用いられていた。

一方、このような合波および分波モジュールをそれぞれ個別に設置すると、機器２台分のコストが生じるとともに、設置スペースを要するという問題がある。そこで、合波および分波を一つの機器で行うことが可能な合分波器が提案されている（例えば特許文献１）。

特開２００８−２４２２５７号公報

近年、このようなＡＷＧパッケージのＭＳＡ化（Ｍｕｌｔｉ−ｓｏｕｒｃｅ ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）が進んでいる。したがって、従来のような合分波機器をＭＳＡで規格化されたサイズに配置する必要がある。また、光の入出力面を当該パッケージの一端に形成すると、ＡＷＧパッケージの機器内への設置等が容易になることから、光の入出力面を当該パッケージの一端に形成することが望まれている。

これに対し、前述したような従来の合分波器は、その両端に多心のファイバアレイが接続されることになるため、光の入出力面を当該パッケージの一端に形成するためには一方のファイバアレイを構成する光ファイバテープを屈曲させて反転させる必要がある。しかしながら、多心の光ファイバテープは、光ファイバテープの剛性や、光ファイバ自体の許容曲率半径等との関係で、規格化されたパッケージ内で反転させることが困難である。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、ＭＵＸおよびＤＥＭＵＸモジュールを一つのパッケージに配置することが可能であるとともに、光の入出力面をパッケージの一端に形成することが可能な小型のアレイ導波路回折格子型光合分波器を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明は、複数本の第１の導波路と、前記第１の導波路と接続される第１のスラブ導波路と、前記第１のスラブ導波路と接続され、それぞれ異なる長さで同一方向に屈曲する複数のチャネル導波路からなるアレイ導波路と、前記アレイ導波路と接続される第２のスラブ導波路と、前記第２のスラブ導波路と接続される複数本の第２の導波路と、第２の導波路と接続される反転導波路と、少なくとも前記第１の導波路から前記第２の導波路までが形成される導波路チップと、を具備し、前記第１の導波路の前記第１のスラブ導波路と接続される側とは反対の接続部における接続方向と前記反転導波路の前記第２の導波路と接続される側とは反対側の接続部における接続方向とが同一方向に向けて形成されることを特徴とするアレイ導波路回折格子型光合分波器である。

前記第１のスラブ導波路または前記第２のスラブ導波路において前記導波路チップが分割されており、温度によって分割された前記導波路チップを相対移動させ、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性シフトを補償することが可能な補償部材が設けられることが望ましい。

前記反転導波路は、平面光波回路であることが望ましく、前記第１の導波路の前記第１のスラブ導波路と接続される側とは反対の接続部における接合面と、前記第２の導波路と前記反転導波路とが接合される接合面と、前記反転導波路の前記第２の導波路と接続される側とは反対側の接続部における接合面とは、それぞれ略平行に形成され、それぞれの接合面は、前記導波路チップの面に垂直な方向に対して斜めに形成されていてもよい。

この場合、前記第１の導波路には第１のファイバアレイが接合され、前記反転導波路には第２のファイバアレイが接合され、前記第１のファイバアレイの端面と、前記第２のファイバアレイの端面は、斜めに形成された前記接合面に対応するように斜めに形成されていてもよい。

前記第１の導波路の前記第１のスラブ導波路と接続される側とは反対の接続部および前記反転導波路の前記第２の導波路と接続される側とは反対側の接続部において、前記第１の導波路および前記反転導波路の少なくとも一方は、導波路の幅が拡径されていてもよい。

前記反転導波路は、複数の単心光ファイバを一体化した光ファイバテープを湾曲して形成されており、湾曲部の少なくとも一部において、前記光ファイバテープを構成する各単心光ファイバが個々に分割されて一体化が解かれていてもよい。

本発明によれば、第２の導波路に反転導波路が接続されるため、最低限のスペースで導波路を反転させることができる。したがって、規格化されたパッケージ内であっても導波路を反転させることができるため、光の入出力端子をパッケージの一方の端面側に配置することができる。

また、第１のスラブ導波路または第２のスラブ導波路の一方において、導波路チップを分割し、分割されたそれぞれの導波路チップ（導波路チップの保持部材）にまたがるように補償部材を設けることで、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性シフトを補償することが可能であるため、温度無依存型のアレイ導波路回折格子型光合分波器を得ることができる。この場合でも、反転導波路を用いることで、パッケージ内で導波路を反転させることができる。

また、反転導波路として平面光波回路を用いれば構造が簡易である。また、第１の導波路の前記第１のスラブ導波路と接続される側とは反対の接続部における接合面と、第２の導波路と反転導波路とが接合される接合面と、反転導波路の第２の導波路と接続される側とは反対側の接続部における接合面とがそれぞれ略平行に形成され、導波路チップの面方向に対して斜めに形成することで、紫外線を照射する場合には、紫外線をより深くまで照射することが可能となり、また、接着面積が増大するため、それぞれの接合部をより確実に接合することができる。

この際、第１の導波路に第１のファイバアレイを接合し、反転導波路に第２のファイバアレイを接合し、第１のファイバアレイの端面と第２のファイバアレイの端面とを、斜めに形成された接合面に対応するように斜めに形成することで、接合面で確実にそれぞれの接続を行うことができる。

また、第１の導波路の第１のスラブ導波路と接続される側とは反対の接続部、および反転導波路の第２の導波路と接続される側とは反対側の接続部において、第１の導波路および反転導波路の少なくとも一方の導波路の幅が拡径されれば、ファイバアレイとのモードフィールド整合を得ることが可能である。

また、反転導波路が、複数の単心光ファイバを一体化した光ファイバテープを湾曲して形成し、湾曲部の少なくとも一部において、光ファイバテープを構成する各単心光ファイバを個々に分割して一体化を解くことで、第２のファイバアレイと反転導波路を一体化して形成することができる。

本発明によれば、ＭＵＸおよびＤＥＭＵＸモジュールを一つのパッケージに配置することが可能であるとともに、光の入出力面をパッケージの一端に形成することが可能な小型のアレイ導波路回折格子型光合分波器を提供することができる。

光合分波器１を示す模式図。 各接合面を示す図で、（ａ）は図１のＤ部におけるＡ−Ａ線断面図、（ｂ）はＥ部におけるＡ−Ａ線断面図、（ｃ）はＦ部におけるＢ−Ｂ線断面図。 光合分波器１ａを示す模式図。 光合分波器１ｂを示す模式図。 光合分波器１ｃを示す模式図。 接合面を示す図で、図５のＨ部におけるＩ−Ｉ線断面図。 光合分波器１ｄを示す模式図。 光合分波器１ｅを示す模式図。 光合分波器１ｇを示す模式図。 光合分波器１ｆを示す模式図。

以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１はアレイ導波路回折格子型の光合分波器１を示す模式図である。光分波器１は、主に、導波路５ａ、５ｂ、スラブ導波路７、８、アレイ導波路９、反転導波路１１ａ等から構成される。

導波路５ａ、５ｂ、スラブ導波路７、８、アレイ導波路９、反転導波路１１ａは、公知の方法を用いて、Ｓｉ基板または石英基板上に石英系やポリマー系の材料で形成された平面光波回路である。基板上に導波路５ａ、５ｂ、スラブ導波路７、８、アレイ導波路９が形成されたものを導波路チップ１５、基板上に反転導波路１１ａが形成されたものを反転導波路チップ１１と呼ぶ。また、導波路チップ１５のアレイ導波路９に対応する部分の下部には温調部材であるペルチェ１６が設けられ、アレイ導波路９を一定の温度に保持する。

導波路チップ１５の端部には、第１の導波路である複数の導波路５ａが形成される。導波路５ａは、第１のスラブ導波路であるスラブ導波路７を介して、それぞれ異なる長さで同一方向に屈曲する複数のチャネル導波路からなるアレイ導波路９と接続される。アレイ導波路９は、第２のスラブ導波路であるスラブ導波路８を介して複数の第２の導波路５ｂと接続される。すなわち、導波路５ｂは、導波路５ａとは反対側に向けて設けられる。なお、導波路５ａ、５ｂは、それぞれ光の入出力用の導波路群である。

導波路チップ１５は、少なくともアレイ導波路９の屈曲形状に沿った形状を有することが望ましい。すなわち、導波路チップ１５も屈曲した形状を有することが望ましい。このように、導波路チップ１５をアレイ導波路９に対応した形状とすることで、１枚のウェハからのチップの取り数を多くすることができる。ただし、導波路チップ１５は、この形状には限定されない。

導波路チップ１５の導波路５ａとは反対側に設けられる導波路５ｂは、反転導波路チップ１１上に形成された反転導波路１１ａと接続される。すなわち、導波路チップ１５は、反転導波路チップ１１と接続される。反転導波路１１ａは、一方の端部から入力する光信号を入力方向に向けて逆向きに出力することが可能な略Ｕ字状の形状である。すなわち、導波路５ｂの端部における反転導波路１１ａの光軸方向（例えば光信号の入力方向）と、他端における光軸方向（例えば当該光信号の出力方向）とは、１８０°反転した方向となる。

導波路５ａには、第１のファイバアレイであるファイバアレイ１３ａが接続される。また、反転導波路１１ａの導波路５ｂとの接続部とは反対の端部には、第２のファイバアレイであるファイバアレイ１３ｂが接続される。すなわち、ファイバアレイ１３ａ、１３ｂは、同一方向に向けて形成される。なお、反転導波路１１ａ（反転導波路チップ１１）の長さは、ファイバアレイ１３ｂと導波路チップ１５とが干渉しないように設定される。

導波路５ａおよび反転導波路１１ａとファイバアレイ１３ａ、１３ｂとのそれぞれの接続部端部近傍表面には、ガラス１７ａ、１７ｂが設けられる。ガラス１７ａ、１７ｂをそれぞれの導波路チップ上に設けることで、導波路５ａおよび反転導波路１１ａと接続されるファイバアレイ１３ａ、１３ｂとの高さ（厚み）を略同一とすることができる。なお、それぞれの接合部については詳細を後述する。

それぞれのファイバアレイ１３ａ、１３ｂは、それぞれ複数の入出力用の光ファイバが並列に並べられ、テープ状に一体化された光ファイバテープを有する。例えば、光ファイバテープの一つの光ファイバに、波長の異なる複数の光信号が多重化された光信号を入力すると、導波路５ａを介してスラブ導波路７に入力される。スラブ導波路７に入力された光信号は、スラブ導波路７で回折により広がって、アレイ導波路９に入る。アレイ導波路９の各導波路は長さが異なるので、アレイ導波路９の出力側（スラブ導波路８側）では、波長に依存した位相差が生じる。スラブ導波路８では、光は多重干渉により同位相条件が成立する各波長の光が対応する導波路５ｂに結合し、分波を行うことができる。

分波された光信号は、対応する反転導波路１１ａに結合し、反転導波路１１ａで光信号の方向を反転させ、ファイバアレイ１３ｂと結合される。したがって、ファイバアレイ１３ａから入力された多重化された光信号を分波してファイバアレイ１３ｂに送ることができる。

逆に、ファイバアレイ１３ａの複数の光ファイバに、波長の異なる複数の光信号をそれぞれ入力すると、導波路５ａを介してスラブ導波路７に入力され、アレイ導波路９に入る。アレイ導波路９の出力側（スラブ導波路８側）では、波長に依存した位相差が生じるため、対応する導波路５ｂの例えば一つの光ファイバに結合され合波を行うことができる。

なお、ファイバアレイ１３ｂ側から光信号を入力すれば、同様にファイバアレイ１３ａ側に合波・分波を行うことができる。

次に、各構成の接合部について詳細を説明する。図２は、各接合部の拡大断面図であり、図２（ａ）は図１のＤ部におけるＡ−Ａ線断面図、図２（ｂ）は図１のＥ部におけるＡ−Ａ線断面図、図２（ｃ）は図１のＦ部におけるＢ−Ｂ線断面図である。

図２（ａ）に示すように、導波路チップ１５は下から基板６ｂ、下部クラッド層１２ａ、導波路５ａ、上部クラッド層１４ａから構成されており、前述したように導波路チップ１５の上にはガラス１７ａが設けられている。

一方、光ファイバアレイ１３ａは、複数の光ファイバを収容する光ファイバテープ１０ａと、各光ファイバ１０を固定するファイバ固定部から構成されており、ファイバ固定部は、その表面に断面Ｖ字状のＶ字溝が並列に形成された基板６ａと、当該基板６ａ上に位置する上蓋４ａとから成る。そして、基板６ａのＶ字溝に上記光ファイバ１０が収容され、この状態で基板６ａと上蓋４ａは接着剤で接着固定されている。なお、基板６ａおよび上蓋４ａは、Ｓｉ、ガラス、樹脂等によって形成することができる。また、光ファイバ１０を収容する溝の形状は断面Ｖ字に限られず、丸穴、角溝等でもよい。

ファイバアレイ１３ａと導波路チップ１５およびガラス１７ａとの接合面２１ａは、導波路チップ１５の面に垂直な方向（図中上下方向）に対して所定の角度で斜めに形成される。なお、前述の通り、接合面２１ａ近傍の導波路５ａ上にはガラス１７ａが設けられるため、ファイバアレイ１３ａとの厚みを合わせることができる。すなわち、導波路５ａと光ファイバ１０のファイバコア１９ａとの光軸を合わせた状態で、同一厚みで接合を行うことができる。

接合面２１ａには、図示を省略した紫外線硬化・熱硬化の併用タイプの接着剤を使用することができる。例えば、接合面２１ａに接着剤を設けて上下方向から（図中Ｇ方向）から紫外線を照射すると、ガラス１７ａが光を透過する。このため、ファイバアレイ１３ａと導波路チップ１５との接合面２１ａを斜めに形成することで、より深くまで紫外線を照射することができ、確実に接着剤を硬化させることができる。

なお、導波路チップ１５の基板６ｂがＳｉで形成される場合においては、Ｓｉ基板が光を透過しないため、紫外線が十分透過しない部分が生じるが、この場合でも、熱硬化接着剤の効果により接合面２１ａを接着することができる。また、この場合でも、接合面２１ａが斜めになることで、接着面積を大きくとることができ、確実に接着を行うことができる。なお、接合面の角度が、わずかにチップの面に対して斜めに形成されれば上記の効果を得ることが可能であるが、製造性や光損失などを考慮すると、５°〜１０°程度であることが望ましい。また、接合面の斜めにする方向は、図に示したものと逆方向であってもよい。

また、図２（ｂ）に示すように、導波路チップ１５と反転導波路チップ１１との接合面２１ｂも、接合面２１ａと同様に、導波路チップ１５の面に垂直な方向（図中上下方向）に対して所定の角度で斜めに形成される。ここで、接合面２１ａと接合面２１ｂの接合面の角度は略同一である。したがって、接合面２１ａ、２１ｂは略平行に形成される。なお、接合方法は前述した方法と同様である。

また、図２（ｃ）に示すように、反転導波路チップ１１およびガラス１７ｂとファイバアレイ１３ｂとの接合面２１ｃも、接合面２１ａと同様に、導波路チップ１５の面に垂直な方向（図中上下方向）に対して所定の角度で斜めに形成される。ここで、接合面２１ａと接合面２１ｃの接合面の角度は略同一である。したがって、接合面２１ａ、２１ｂ、２１ｃは略平行に形成される。すなわち、ファイバアレイ１３ａ、１３ｂの導波路チップ１５、反転導波路チップ１１とのそれぞれの接合面側端部は、同一方向の傾斜形状を有する。したがって、導波路チップ１５と接続されるファイバアレイと、反転導波路チップ１１と接続されるファイバアレイの形状を変える必要がなく同一のものを使用することができる。

なお、図示を省略するが、導波路５ａの端部（ファイバアレイ１３ａとの接合面側端部）は、導波路の幅が端部に向けてやや拡径されて形成される。同様に反転導波路１１ａの端部（ファイバアレイ１３ｂとの接合面側端部）も、導波路の幅が端部に向けてやや拡径されて形成される。導波路の幅を適切に設定することで、導波路５ａおよび反転導波路１１ａは、ファイバアレイの各光ファイバ（シングルモードファイバ）とのモードフィールド整合の機能も兼ねる。

以上、本実施の形態によれば、極めてコンパクトなアレイ導波路回折格子型の光合分波器を得ることができる。特に、反転導波路１１ａを反転導波路チップ１１に形成するため、光ファイバテープ等をパッケージ内で屈曲させて反転させる必要がなく、光ファイバテープの剛性による大きな曲げ半径が不要である。

また、入出力用のファイバアレイをパッケージの同一方向に向けて形成することができ、光の入出力面をパッケージの一端に形成することができる。

また、接合面２１ａ、２１ｂ、２１ｃがそれぞれチップの面方向に対して斜めに形成されることで、紫外線の照射の深さを増すことができ、また、接着面積を増大させることができるため、より確実な接合を得ることができる。

次に、第２の実施の形態について説明する。図３は、第２の実施の形態にかかる光合分波器１ａを示す模式図である。なお、以下の実施の形態において、光合分波器１と同様の機能を奏する構成については、図１と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

光合分波器１ａは、光合分波器１と略同様の構成であるが、導波路チップ１５ａ、１５ｂがガラス板３上に固定されている点、スラブ導波路が分割されており、補償部材２３が設けられる点、ペルチェ１６が設けられていない点で異なる。スラブ導波路および導波路チップは、スラブ導波路７ａ、７ｂ、導波路チップ１５ａ、１５ｂに分割される。導波路チップ１５ａ、１５ｂの分割位置は、スラブ導波路１７ａ、１７ｂの分割位置とほぼ一致する。なお、ガラス板も導波路チップ１５ａ、１５ｂの分割に対応してガラス板３ａ、３ｂに分割される。

補償部材２３は金属製の板状部材であり、ガラス板３ａ、３ｂにまたがって接合される。なお、図示を省略するが、補償板２３の両端部には下部に厚み方向に対して凸部が設けられ、補償板２３は、ガラス板３ａ、３ｂに対して当該凸部において接着剤で固定される。なお、補償部材２３としては、例えば、銅製或いは純アルミニウム（ＪＩＳ Ａ１０５０）製のものを使用することができる。

補償部材２３の長手方向はスラブ導波路７ａ、７ｂ（導波路チップ１５ａ、１５ｂ）の分割面と平行になるように配置されている。なお、補償部材２３の長さ（接着部を除く自由伸縮部の長さ）は、アレイ導波路回折格子の回路パラメータにより算出される。

次に、補償部材２３の機能について説明する。光合分波器１ａの環境温度が変化するとスラブ導波路７（７ａ、７ｂ）による集光位置が変化する。これに対し、温度変化により補償部材２３が伸縮することで、ガラス板３ａ、３ｂが補償部材２３の長手方向に相対移動する。したがって、導波路チップ１５ａ、１５ｂおよびスラブ導波路７ａ、７ｂが、それらの分割面に沿って相対移動する。すなわち、温度変化による集光位置の変化に対応した変位量となるように補償部材の材質および長さを設定すれば、温度によるスラブ導波路７の集光位置の変化を是正することができる。

したがって、前述したように、それぞれの方向から入力された複数の波長を有する光信号を確実に合波することができるとともに、多重化された光信号をそれぞれの波長の光信号に確実に分波することができる。すなわち、温度無依存の光合分波器を得ることができる。

第２の実施形態によれば、光合分波器１と同様の効果を得ることができる。また、補償部材２３が設けられる温度無依存型の光合分波器であっても、小型化を達成することができる。また、導波路５ａ、５ｂの間に補償部材２３（分割面）が形成されても、確実に導波路を反転させて、パッケージの同一端面側に入出力用のファイバアレイを設けることが可能である。

次に、第３の実施の形態について説明する。図４は、光合分波器１ｂを示す図である。なお、以下の実施形態では、補償部材２３を設けた例を示すが、光合分波器１と同様の構成とすることもできる。光合分波器１ｂは、光合分波器１ａと略同様であるが、反転導波路チップ１１の接続方向が異なる。すなわち、光合分波器１（１ａ）では、反転導波路１１ａは、導波路５ｂとの接続部からアレイ導波路９の屈曲方向に向けて形成され、反転導波路１１ａと接続されるファイバアレイ１３ｂは、アレイ導波路９の（図中）上方に配設される。

これに対し、光合分波器１ｂでは、反転導波路１１ａは、導波路５ｂとの接続部からアレイ導波路９の屈曲方向とは逆方向に向けて形成され、反転導波路１１ａと接続されるファイバアレイ１３ｂは、アレイ導波路９の下方側に配設される。なお、この場合には、ファイバアレイ１３ｂがガラス板３ａ、３ｂ（温度変化による移動領域を含む）または導波路チップ１５と干渉しないように、反転導波路１１ａ（反転導波路チップ１１）の長さを設定すればよい。

第３の実施形態によれば、光合分波器１と同様の効果を得ることができる。また、反転導波路１１ａの形成方向をアレイ導波路９の屈曲方向と逆方向とすることで、ガラス板、導波路チップ等のレイアウトによっては、反転導波路チップ１１を短くすることが可能である。

次に、第４の実施の形態について説明する。図５は、光合分波器１ｃを示す図である。光合分波器１ｃは、光合分波器１ａと略同様であるが、反転導波路チップ１１の接続形態が異なる。すなわち、光合分波器１ｃでは、反転導波路チップ１１ａと導波路チップ１５とが上下面逆に接続される。

図６は、図５のＨ部におけるＩ−Ｉ線断面図であり、接続部の詳細を示す図である。導波路チップ１５の上面には、接着固定された紫外線に対して透明なガラス板１７ｃが設けられる。ガラス板１７ｃは、端面が導波路チップ１５の端面と一致するように設けられている。

また、反転導波路チップ１１ａの上面には、接着固定された紫外線に対して透明なガラス板１７ｄが設けられる。反転導波路チップ１１ａを、導波路チップ１５と上下関係を逆さにした状態で、導波路チップ１５上のガラス板１７ｃの端面と、反転導波路チップ１１ａ上のガラス板１７ｄの端面とを紫外線硬化接着剤で接着することで、紫外線が接合面全体に透過され、チップ同士がより強固に接合される。なお、反転導波路１１ａは、図に示したように、アレイ導波路９の屈曲方向に形成してもよく、図４に示したように、アレイ導波路９の下方側に向けて形成してもよい。

第４の実施形態によれば、光合分波器１と同様の効果を得ることができる。また、接合部において、厚さ方向の全ての領域に紫外線を透過させることができることから、紫外線硬化樹脂を効果的に用いることができ、確実に導波路チップ同士を接合することができる。

次に、第５の実施の形態について説明する。図７は、光合分波器１ｄを示す図である。光合分波器１ｄは、光合分波器１ａと略同様であるが、反転導波路チップ１１が配置される位置が異なる。すなわち、光合分波器１ｄでは、反転導波路１１ａと導波路５ａとが接続される。

すなわち、反転導波路１１ａは、分割されたスラブ導波路側の導波路５ａと接続されてもよい。なお、反転導波路１１ａは、図に示したように、アレイ導波路９の屈曲方向に形成してもよく、図４に示したように、アレイ導波路９の下方側に向けて形成してもよい。

第５の実施形態によれば、光合分波器１と同様の効果を得ることができる。また、温度無依存型の光合分波器を用いた際に、反転導波路のレイアウト自由度が高い。

次に、第６の実施の形態について説明する。図８は、光合分波器１ｅを示す図である。光合分波器１ｅは、光合分波器１ａと略同様であるが、反転導波路チップ１１と導波路チップ１５ｂが１つのチップからなる点で異なる。すなわち、光合分波器１ｅでは、反転導波路１１ａと導波路５ｂ等とが同一の基板上に形成される。

第６の実施形態によれば、光合分波器１と同様の効果を得ることができる。また、導波路チップ同士の接合が不要である。

次に、第７の実施の形態について説明する。図９は、光合分波器１ｇを示す図である。光合分波器１ｇは、光合分波器１と略同様であるが、ペルチェ１６を有しておらず、スラブ導波路７に光の進行方向と交差するように溝１８が設けられる点で異なる。溝１８には、導波路の実効屈折率の温度係数と異なる符号の屈折率温度係数を有する材料（以降、「温度補償材料」と記載する。）が充填されている。なお、溝１８はスラブ導波路７ではなく、アレイ導波路９上に設けてもよい。

なお、溝１８の大きさは、温度補償材料の屈折率温度係数やアレイ導波路回折格子の回路パラメータにより算出される。このように温度補償材料を充填した溝１８を導波路に設けることで、温度無依存の光合分波器を得ることができる。

第７の実施形態によれば、光合分波器１と同様の効果を得ることができる。

次に、第８の実施の形態について説明する。図１０は、光合分波器１ｆを示す図である。光合分波器１ｆは、光合分波器１ａと略同様であるが、反転導波路１１ｂが反転導波路チップ１１上に形成される平面光波回路ではなく、光ファイバテープで形成される点で異なる。

光ファイバテープ（反転導波路１１ｂ）は複数の光ファイバが並列に並べられテープ状に一体化されて形成される。テープ状に一体化された光ファイバテープは、剛性が高く、そのままでは湾曲させることが困難であり、非常に大きな曲げ半径を必要とする。

これに対し、光合分波器１ｆにおいては、導波路５ｂと接続されたファイバアレイ１３ｂにおいて、反転導波路１１ｂに対応する部位、すなわち湾曲部の少なくとも一部においてテープ化が解かれ、光ファイバテープを構成する単心光ファイバにばらされて分離されている。したがって、光ファイバテープの状態に対して、個々の光ファイバの曲げ半径を小さくすることができ、光ファイバ全体を小さな曲げ半径で反転（１８０°屈曲）させることが可能である。

すなわち、小さなパッケージ内で、光ファイバテープを反転させてパッケージの同一方向に向けて入出力それぞれの光ファイバテープを取り出すことができる。なお、反転導波路１１ｂは、図に示したように、アレイ導波路９の屈曲方向に形成してもよく、図４に示したように、アレイ導波路９の下方側に向けて形成してもよい。

第８の実施形態によれば、光合分波器１と同様の効果を得ることができる。また、反転導波路１１が不要であり、低コストである光合分波器を提供することができる。

図３〜図８に示すような、温度無依存型の機器においては、基板（チップ）の一部が分割されており、温度を補償する補償部材が基板に形成されるため、ファイバアレイを反転させて取りまわすスペースを取ることが困難である。
また、このような温度無依存型の機器においては、パッケージ内に樹脂を充填する必要があるため、パッケージ内の高い気密性が要求される。光ファイバの出口において、容易に高い気密性を得るためには、光の入出力面を当該パッケージの一端に形成することが好ましい。したがって、本発明は、このような温度無依存型の機器において特に好適に用いることができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ………光合分波器
３ａ、３ｂ………ガラス板
４ａ、４ｂ………上蓋
５ａ、５ｂ………導波路
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ………基板
７、７ａ、７ｂ………スラブ導波路
８………スラブ導波路
９………アレイ導波路
１０………光ファイバ
１０ａ、１０ｂ………光ファイバテープ
１１、１１ａ………反転導波路チップ
１１ａ、１１ｂ………反転導波路
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ………下部クラッド層
１３ａ、１３ｂ………ファイバアレイ
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ………下部クラッド層
１５、１５ａ、１５ｂ………導波路チップ
１６………ペルチェ
１７ａ、１７ｂ………ガラス
１８………溝
１９ａ、１９ｂ………ファイバコア
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ………接合面
２３………補償部材

Claims (7)

1. 複数本の第１の導波路と、
   前記第１の導波路と接続される第１のスラブ導波路と、
   前記第１のスラブ導波路と接続され、それぞれ異なる長さで同一方向に屈曲する複数のチャネル導波路からなるアレイ導波路と、
   前記アレイ導波路と接続される第２のスラブ導波路と、
   前記第２のスラブ導波路と接続される複数本の第２の導波路と、
   前記第２の導波路と接続される反転導波路と、
   少なくとも前記第１の導波路から前記第２の導波路までが形成される導波路チップと、
   を具備し、
   前記第１の導波路の前記第１のスラブ導波路と接続される側とは反対の接続部における接続方向と前記反転導波路の前記第２の導波路と接続される側とは反対側の接続部における接続方向とが同一方向に向けて形成されることを特徴とするアレイ導波路回折格子型光合分波器。
2. 前記第１のスラブ導波路または前記第２のスラブ導波路において前記導波路チップが分割されており、
   温度によって分割された前記導波路チップを相対移動させ、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性シフトを補償することが可能な補償部材が設けられることを特徴とする請求項１記載のアレイ導波路回折格子型光合分波器。
3. 前記反転導波路は、平面光波回路であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアレイ導波路回折格子型光合分波器。
4. 前記第１の導波路の前記第１のスラブ導波路と接続される側とは反対の接続部における接合面と、
   前記第２の導波路と前記反転導波路とが接合される接合面と、
   前記反転導波路の前記第２の導波路と接続される側とは反対側の接続部における接合面とは、それぞれ略平行に形成され、
   それぞれの接合面は、前記導波路チップの面に垂直な方向に対して斜めに形成されていることを特徴とする請求項３記載のアレイ導波路回折格子型光合分波器。
5. 前記第１の導波路には第１のファイバアレイが接合され、前記反転導波路には第２のファイバアレイが接合され、前記第１のファイバアレイの端面と、前記第２のファイバアレイの端面は、斜めに形成された前記接合面に対応するように斜めに形成されていることを特徴とする請求項４記載のアレイ導波路回折格子型光合分波器。
6. 前記第１の導波路の前記第１のスラブ導波路と接続される側とは反対の接続部および前記反転導波路の前記第２の導波路と接続される側とは反対側の接続部において、前記第１の導波路および前記反転導波路の少なくとも一方は、導波路の幅が拡径されていることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれかに記載のアレイ導波路回折格子型光合分波器。
7. 前記反転導波路は、複数の単心光ファイバを一体化した光ファイバテープを湾曲して形成されており、湾曲部の少なくとも一部において、前記光ファイバテープを構成する各単心光ファイバが個々に分割されて一体化が解かれていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアレイ導波路回折格子型光合分波器。

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