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WO2009081901A1 - 光導波体及びその製造方法並びにこの光導波体を備えた光デバイス - Google Patents

光導波体及びその製造方法並びにこの光導波体を備えた光デバイス Download PDF

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WO2009081901A1
WO2009081901A1 PCT/JP2008/073312 JP2008073312W WO2009081901A1 WO 2009081901 A1 WO2009081901 A1 WO 2009081901A1 JP 2008073312 W JP2008073312 W JP 2008073312W WO 2009081901 A1 WO2009081901 A1 WO 2009081901A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
core
optical waveguide
npwg
refractive index
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2008/073312
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ning Guan
Kensuke Ogawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Priority to JP2009547098A priority Critical patent/JPWO2009081901A1/ja
Priority to CN2008801221112A priority patent/CN101903815A/zh
Priority to EP08864754.0A priority patent/EP2226659A4/en
Publication of WO2009081901A1 publication Critical patent/WO2009081901A1/ja
Priority to US12/819,716 priority patent/US20100254656A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/124—Geodesic lenses or integrated gratings

Definitions

  • the present invention relates to a reflective optical waveguide, a method for manufacturing the same, and an optical device including the optical waveguide.
  • This optical device can be used for an optical fiber communication network or the like.
  • DWDM Dense Wavelength-Division Multiplexing
  • an optical fiber as the transmission line that has as little chromatic dispersion as possible in the transmission band, while preventing chromatic dispersion from becoming zero in order to suppress nonlinear effects.
  • optical fibers that have already been laid in a wide range are often used in a wavelength region where the dispersion is large.
  • S-SMF standard single-mode fiber
  • a standard single-mode fiber (S-SMF) having zero dispersion near a wavelength of 1.3 ⁇ m has a wavelength of 1.53 to 1.63 ⁇ m due to the practical use of an erbium-doped fiber amplifier. Used in belts.
  • a dispersion shifted fiber in which zero dispersion is shifted to a wavelength near 1.55 ⁇ m may be used not only in the C band but also in the S band and the L band.
  • DSF Dispersion Shifted Fiber
  • NZ-DSF non-zero dispersion shifted fibers
  • dispersion compensation using a dispersion compensation fiber is the most practical technique (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • DCF Dispersion Compensation Fiber
  • the refractive index distribution of the optical fiber is controlled so that a desired dispersion compensation amount can be obtained.
  • the DCF usually requires the same length as the optical fiber to be compensated. Therefore, when this DCF is modularized, not only a large installation space is required, but also propagation loss cannot be ignored.
  • DCF requires precise control of the refractive index distribution, which is not only difficult to manufacture, but also often makes it difficult to satisfy the dispersion compensation amount required in a wide band.
  • Fiber Bragg Grating is one of the techniques often used for dispersion compensation (see, for example, Patent Document 3).
  • the FBG performs dispersion compensation by irradiating the fiber with UV light, thereby changing the refractive index of the fiber core and forming a grating due to the different refractive index. This makes it possible to realize a small device for dispersion compensation, but it is difficult to control the change in refractive index.
  • An optical planar circuit can perform dispersion compensation using an optical circuit constructed on a plane.
  • Lattice type PLC is one example (for example, see Non-Patent Document 1).
  • the lattice type PLC controls the dispersion by cascading coupled resonators and is based on the principle of a digital IIR (Infinite Impulse Response) filter. Therefore, the amount of dispersion to be realized is limited.
  • a VIPA (Virtually Imaged Phased Array) type dispersion compensator is a dispersion compensation device composed of a wavelength dispersion element (VIPA plate) in which a reflection film is coated on both surfaces of a thin plate, and a reflection mirror (for example, see Patent Document 5). ).
  • VIPA plate wavelength dispersion element
  • This device adjusts the dispersion with a three-dimensional structure. Therefore, it is structurally complicated and requires extremely high accuracy in manufacturing.
  • DWDM various fiber amplifiers are used in a wide band.
  • fiber amplifiers such as erbium-doped fiber amplifiers have wavelength dependence in amplification characteristics. Therefore, it has different gains at different wavelengths (see Non-Patent Document 2, for example). This causes a deterioration in the S / N ratio of the signal to be transmitted.
  • S / N ratio In order to improve the deterioration of the S / N ratio, it is necessary to have the same gain in each channel used.
  • a technique of a gain equalizer that flattens the gain in this wavelength range is important.
  • DWDM DWDM
  • communication is performed on a plurality of channels in a wide band, and channel add / drop, demultiplexing and multiplexing are actively performed. Therefore, a filter or a filter bank for filtering a plurality of channels is required.
  • Dispersion compensation using DCF requires a large space due to the use of a long fiber and is difficult to reduce in size. In addition, there is a limit to the dispersion compensation characteristics that can be realized.
  • Dispersion compensation using a lattice-type PLC has a small amount of dispersion compensation that can be realized. 4: When AWG is used, the structure is complicated, manufacturing is difficult, and the cost is increased.
  • the VIPA type dispersion compensator has a complicated structure, is difficult to manufacture, and increases the cost.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical waveguide that can easily control a change in refractive index, is small in size, can be easily manufactured, and can be manufactured at low cost.
  • An optical waveguide according to the present invention includes a clad and a core embedded in the clad, and by changing the physical dimensions of the core, the equivalent refractive index of the core is not improved over the light propagation direction. It is changing uniformly.
  • the width of the core is unevenly distributed over the light propagation direction.
  • the width of the core is unevenly distributed over the light propagation direction so that both sides of the core in the width direction are symmetrical from the center of the core.
  • the width of the core is unevenly distributed in the light propagation direction so that both sides of the core in the width direction are asymmetric from the center of the core.
  • the width of the core is unevenly distributed over the light propagation direction only on one side of the core in the width direction from the center of the core.
  • the core is provided linearly.
  • the core is provided in a meandering manner.
  • the equivalent refractive index distribution of the core over the light propagation direction is solved as an inverse scattering problem that numerically derives a potential function from the spectral data of the reflection coefficient using the Zakharov-Shabat equation; It is preferably designed by a design method for inferring a potential for realizing a desired reflection spectrum from the obtained value.
  • the equivalent refractive index distribution of the optical waveguide is calculated using a wave equation in which the equivalent refractive index distribution of the core in the optical propagation direction introduces a variable that is an amplitude of a power wave propagating forward and backward of the optical waveguide.
  • a potential for realizing the reflection spectrum of the following is estimated; an equivalent refractive index is obtained based on the potential; a predetermined thickness of the core, an equivalent refractive index, and a dimension of the core, which are obtained in advance; From the relationship, it is preferably designed by calculating the width distribution of the core over the light propagation direction of the optical waveguide.
  • An optical device of the present invention is an optical device including the optical waveguide according to (1) above, wherein one end of the optical waveguide is a transmission end and the other end is a reflection end; The transmission end is preferably terminated at a non-reflective end; the light output is preferably extracted at the reflection end via a circulator or a directional coupler.
  • the optical device is preferably an optical waveguide type chromatic dispersion compensation device.
  • the optical waveguide has a center wavelength ⁇ c in the range of 1280 nm ⁇ ⁇ c ⁇ 1320 nm and 1490 nm ⁇ ⁇ c ⁇ 1613 nm, and an operating band ⁇ BW in the range of 0.1 nm ⁇ ⁇ BW ⁇ 40 nm.
  • Dispersion D is -1500ps / nm ⁇ D ⁇ 2000ps / nm range, the ratio RDS dispersion slope for the dispersion is preferably has a characteristic in the range of -0.1nm -1 ⁇ RDS ⁇ 0.1nm -1.
  • the optical device is preferably a gain equalizer.
  • the optical device is preferably a filter.
  • the optical waveguide is divided into a plurality of channels, and light of a desired wavelength band is reflected by each channel.
  • the group delay is different between the channels.
  • the method of manufacturing an optical waveguide according to the present invention includes a step of providing a lower cladding layer of the optical waveguide; and a step of providing a core layer having a refractive index larger than that of the lower cladding layer on the lower cladding layer. Then, the core layer is left with a predetermined core shape designed so that the equivalent refractive index of the core varies nonuniformly in the light propagation direction, while the core is processed by removing other portions. And a step of providing an upper clad covering the core.
  • the equivalent refractive index of the core embedded in the cladding varies non-uniformly over the light propagation direction. Therefore, the variation rate of the equivalent refractive index is larger than in the case of FBG or the like, and fine and accurate control is facilitated. Further, since the structure is not complicated, it can be manufactured in large quantities by a known manufacturing process, and the cost can be reduced.
  • the provision of the optical waveguide according to the present invention makes it possible to reduce the size as compared with the prior art using the dispersion compensation fiber and the like. Less space is required.
  • superior dispersion compensation characteristics such as a wider dispersion compensation characteristic can be obtained compared to dispersion compensation using a conventional FBG.
  • the structure is simple and can be manufactured at a lower cost than conventional dispersion compensation devices using PLC, VIPA, AWG, or the like.
  • the optical waveguide described in (1) above is provided, so that it is wider than conventional gain flattening using FBGs. Gain flattening can be performed in the wavelength range. Therefore, it is possible to reduce the deterioration of the S / N ratio of the signal to be transmitted. Further, the structure is simpler than that of AWG and the like, and it can be manufactured at low cost.
  • the optical waveguide described in (1) above is provided, so that filtering can be performed selectively even in a wide wavelength band. Further, the structure is simpler than that of AWG and the like, and it can be manufactured at a low cost.
  • an optical waveguide that can obtain desired dispersion characteristics, wavelength characteristics, and the like can be manufactured efficiently at low cost.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing the structure of an NPWG as an embodiment of an optical waveguide according to the present invention.
  • FIG. 2A is a schematic plan view illustrating an example of a distribution shape of core widths.
  • FIG. 2B is a schematic plan view illustrating another example of the distribution shape of the core width.
  • FIG. 3 is a schematic plan view illustrating the case where the core is provided in a meandering shape.
  • FIG. 4 is a configuration diagram showing an embodiment of an optical waveguide type chromatic dispersion compensating device of the present invention.
  • FIG. 5 is a graph showing the potential distribution of the NPWG of Example 1.
  • FIG. 6 is a graph illustrating the group delay characteristics of the NPWG according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a graph showing the reflectance characteristics of the NPWG of Example 1.
  • FIG. 9 is a graph showing the core width distribution of the NPWG of Example 1.
  • FIG. 10 is a graph showing the distribution of the equivalent refractive index of the NPWG of Example 1.
  • FIG. 11 is a graph showing the distribution of the core width of the NPWG when a high initial refractive index is used in the NPWG of Example 1.
  • FIG. 12 is a graph showing an equivalent refractive index distribution of NPWG when a high initial refractive index is used in the NPWG of Example 1.
  • FIG. 13 is a graph showing the potential distribution of the NPWG of Example 2.
  • FIG. 14 is a graph showing the group delay characteristics of the NPWG according to the second embodiment.
  • FIG. 15 is a graph showing the reflectance characteristics of the NPWG of Example 2.
  • FIG. 16 is a graph showing the core width distribution of the NPWG according to the second embodiment.
  • FIG. 17 is a graph showing the distribution of the equivalent refractive index of the NPWG of Example 2.
  • FIG. 18 is a graph showing the potential distribution of the NPWG of Example 3.
  • FIG. 19 is a graph showing the group delay characteristics of the NPWG according to the third embodiment.
  • FIG. 20 is a graph showing the reflectance characteristics of the NPWG of Example 3.
  • FIG. 21 is a graph showing the core width distribution of the NPWG of Example 3.
  • FIG. 22 is a graph showing the distribution of the equivalent refractive index of the NPWG of Example 3.
  • FIG. 23 is a graph showing the potential distribution of the NPWG of Example 4.
  • FIG. 24 is a graph showing the group delay characteristics of the NPWG according to the fourth embodiment.
  • FIG. 25 is a graph showing the reflectance characteristics of the NPWG of Example 4.
  • FIG. 26 is a graph showing the core width distribution of the NPWG of Example 4.
  • FIG. 27 is a graph showing the distribution of the equivalent refractive index of the NPWG of Example 4.
  • FIG. 28 is a graph showing the potential distribution of the NPWG of Example 5.
  • FIG. 29 is a graph illustrating group delay characteristics of the NPWG according to the fifth embodiment.
  • FIG. 30 is a graph showing the reflectance characteristics of the NPWG of Example 5.
  • FIG. 31 is a graph showing the core width distribution of the NPWG of Example 5.
  • FIG. 32 is a graph showing the distribution of the equivalent refractive index of the NPWG of Example 5.
  • FIG. 33 is a graph showing the potential distribution of the NPWG of Example 6.
  • FIG. 34 is a graph showing the group delay characteristics of the NPWG of Example 6.
  • FIG. 35 is a graph showing the reflectance characteristics of the NPWG of Example 6.
  • FIG. 36 is a graph showing the core width distribution of the NPWG of Example 6.
  • FIG. 37 is a graph showing the distribution of the equivalent refractive index of the NPWG of Example 6.
  • FIG. 38 is a graph showing the group delay characteristics of the NPWG according to the seventh embodiment.
  • FIG. 39 is a graph showing the potential distribution of the NPWG of Example 8.
  • FIG. 40 is a graph showing the group delay characteristics of the NPWG according to the eighth embodiment.
  • FIG. 41 is a graph showing the reflectance characteristics of the NPWG of Example 8.
  • FIG. 42 is a graph showing the core width distribution of the NPWG of Example 8.
  • FIG. 43 is a graph showing the distribution of the equivalent refractive index of the NPWG of Example 8.
  • FIG. 44 is a graph showing the potential distribution of the NPWG of Example 9.
  • FIG. 45 is a graph showing the group delay characteristics of the NPWG of Example 9.
  • FIG. 46 is a graph showing the reflectance characteristics of the NPWG of Example 9.
  • FIG. 45 is a graph showing the group delay characteristics of the NPWG of Example 9.
  • FIG. 47 is a graph showing the core width distribution of the NPWG of Example 9.
  • FIG. 48 is a graph showing the equivalent refractive index distribution of the NPWG of Example 9.
  • FIG. 49 is a graph showing the potential distribution of the NPWG of Example 10.
  • FIG. 50 is a graph showing the group delay characteristics of the NPWG of Example 10.
  • FIG. 51 is a graph showing the reflectance characteristics of the NPWG of Example 10.
  • FIG. 52 is a graph showing the core width distribution of the NPWG of Example 10.
  • FIG. 53 is a graph showing an equivalent refractive index distribution of the NPWG of Example 10.
  • FIG. 54 is a block diagram showing an embodiment of a gain equalizer of the present invention.
  • FIG. 55 is a block diagram showing an embodiment of the filter of the present invention.
  • FIG. 56 is a graph showing the reflectance characteristics of NPEG in Example 11.
  • FIG. 57 is a graph showing the core width distribution of the NPWG of Example 11.
  • FIG. 58 is a graph showing the reflectance characteristics of NPEG of Example 12.
  • FIG. 59 is a graph showing the core width distribution of the NPWG of Example 12.
  • FIG. 60 is a graph showing the reflectance characteristics of NPEG of Example 13.
  • FIG. 61 is a graph showing the group delay characteristics of the NPWG of Example 13.
  • FIG. 62 is a graph showing the core width distribution of the NPWG of Example 13.
  • FIG. 63 is a graph showing the reflectance characteristics of NPEG of Example 14.
  • FIG. 64 is a graph showing the group delay characteristics of the NPWG of Example 14.
  • FIG. 65 is a graph showing the core width distribution of the NPWG of Example 14.
  • FIG. 66 is a graph showing the reflectance characteristic of NPEG of Example 15.
  • FIG. 67 is a graph showing the group delay characteristics of the NPWG of Example 15.
  • FIG. 68 is a graph showing the core width distribution of the NPWG of Example 15.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of an optical waveguide according to the present invention.
  • the optical waveguide according to the present embodiment is a planar waveguide having a non-uniform width in which the core width w is changed in the longitudinal direction (z) as means for changing the equivalent refractive index of the core non-uniformly in the light propagation direction.
  • Non-uniform Planar WaveGuide hereinafter referred to as NPWG.
  • non-uniform means that the physical dimension changes with the location in the traveling direction of the waveguide.
  • reference numeral 10 is an NPWG
  • reference numeral 11 is a core
  • reference numeral 12 is a cladding.
  • the NPWG 10 of the present embodiment has a core 11 in the clad 12.
  • the core 11, as shown in FIG. 1, has a constant height h 3. Further, the width w of the core 11 varies non-uniformly in the longitudinal direction (z) direction, and changes the local equivalent refractive index of the propagation mode of the waveguide.
  • the operational principle of the NPWG 10 is similar to the FBG grating at first glance. However, regarding the change of the equivalent refractive index, the refractive index of the core medium is changed in the FBG, whereas the equivalent refractive index is changed by changing the width of the core 11 along the longitudinal direction in the NPWG 10 of the present embodiment. I am letting. Thus, regarding the change of the equivalent refractive index, the operating principle is completely different between the two. In the NPWG 10, the variation rate of the equivalent refractive index obtained by changing the width of the core 11 along the longitudinal direction is larger than that in the FBG, and fine and accurate control is easy. Since the structure of the NPWG 10 is planar, it can be manufactured in a large amount by a known manufacturing process, and the cost can be reduced.
  • the NPWG 10 can use a quartz glass-based material.
  • the clad may be made of pure quartz glass, and the core may be made of germanium-added quartz glass. It is also possible to use a resin material.
  • a variable device can be realized if an electrode is attached to the silicon-based material for control. Also, when heat is applied to this device, the waveguide becomes longer due to thermal expansion of the material. Therefore, the characteristics are shifted to the long wavelength side. If this characteristic is utilized, a variable device by heat control becomes possible.
  • the distribution of the core width of the NPWG 10 is designed by using the inverse scattering problem method for obtaining a necessary width distribution from a desired reflection spectrum.
  • the electromagnetic field propagating to the NPWG 10 is formulated as follows (reference: JE Sipe, L. Poladian, and C. Martijn de Sterke, “Propagation through nonuniform grating structures,” J. Opt. Soc. Am. A, vol. 11, no. 4, pp. 1307-1320, 1994).
  • the time variation of the electromagnetic field is exp ( ⁇ i ⁇ t)
  • the electromagnetic field propagating to the NPWG 10 by the Maxwell equation is expressed by the following expressions (1) and (2).
  • E and H represent the complex amplitudes of the electric field and magnetic field, respectively
  • n represents the refractive index of the waveguide.
  • Zakharov-Shabat equations can be solved as inverse scattering problems. That is, the following formula (10)
  • the potential function u (x) can be solved numerically from the spectral data of the reflection coefficient defined in (Reference: PV Frangos and DL Jaggard, “A numerical solution to the Zakharov-Shabat inverse scattering problem,” IEEE Trans. Antennas and Propag., Vol. 39, no. 1, pp. 74-79, 1991).
  • the reflection spectrum refers to complex reflection data obtained from the group delay amount and the reflectance with respect to the wavelength.
  • the local equivalent refractive index n (x) can be obtained by the following equation (11).
  • the core width w (x) is obtained.
  • the dispersion wavelength of the compensated optical fiber is reversed (dispersion) in consideration of the use wavelength, the use band, and the use length of the compensated optical fiber.
  • Spectral data is created (so that it can be compensated), the inverse problem is solved using the design method, and the NPWG 10 is designed. Thereby, a small and high-performance dispersion compensation device 20 is realized.
  • the NPWG 10 of the present invention When the NPWG 10 of the present invention is used in a gain equalizer 30 described later, spectrum data is created for the fiber system of the gain equalizer 30 so as to be opposite to the gain spectrum, and the above design method is used. If the inverse problem is solved by using NPWG 10 to produce the gain equalizer 30, the gain equalizer 30 is realized.
  • the shape of the gain spectrum may be appropriately set according to the applied gain equalizer 30. When an approximate curve is considered, a sin wave shape, a Gaussian distribution shape, etc. are mentioned.
  • the NPWG 10 of the present invention When the NPWG 10 of the present invention is used for the filter 40 described later, spectrum data is created so as to be opposite to the gain spectrum for the wavelength region to be filtered, and the inverse problem is solved using the above design method. If it solves and NPWG10 is produced, the filter 40 will be implement
  • the NPWG 10 of the present invention is manufactured as follows, for example. First, a lower cladding layer of the NPWG 10 is provided. Next, a core layer having a refractive index larger than that of the lower cladding layer is provided on the lower cladding layer. Next, the core layer is left with a predetermined core shape (designed in the above (a) to (c)) designed so that the equivalent refractive index of the core varies nonuniformly in the light propagation direction, and the others The core 11 is formed by performing a process of removing the portion. Next, the cladding 12 covering the core 11 is provided, and the NPWG 10 is manufactured.
  • the mask having the shape of the core width w (x) described above (designed so that the equivalent refractive index of the core 10 varies nonuniformly in the light propagation direction). It is preferable to form the core 11 using a photolithography method. Materials and procedures used for this photolithography method can be implemented using materials and procedures used for photolithography methods well known in the field of semiconductor manufacturing. Moreover, the film-forming method of a clad layer or a core layer can be implemented using the well-known film-forming technique currently used in manufacture of a general optical waveguide body.
  • the NPWG 10 having a structure in which the core 11 whose height (thickness) is constant and whose width varies nonuniformly in the longitudinal direction is embedded in the clad 11 is illustrated.
  • the optical waveguide used in the present invention is not limited to this example, and various modifications can be made.
  • the width distribution of the core 11 may be a structure in which the core 11 is unevenly distributed in the light propagation direction so that both sides in the width direction are symmetrical from the center.
  • FIG. 2B a structure in which the both sides in the width direction from the center of the core 11 are asymmetrically distributed in the light propagation direction may be employed.
  • the core 11 may have a structure in which the core 11 is provided in a meandering manner as shown in FIG. 3 in addition to a structure in which the core 11 is linearly provided along the longitudinal direction (z) of the NPWG 10 as shown in FIG.
  • the NPWG 10 can be further downsized.
  • the dispersion compensation device of the present invention has the above-described NPWG 10 of the present invention as a reflection type chromatic dispersion compensation means.
  • the width w of the core 11 varies non-uniformly in the longitudinal direction (z) direction, thereby changing the local equivalent refractive index of the propagation mode of the waveguide. This provides a reflective chromatic dispersion compensation function.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the dispersion compensation device of the present invention.
  • the dispersion compensation device 20 of the present embodiment is generally configured by the NPWG 10 described above and a circulator 15 connected to the reflection end 13 side.
  • the transmissive end 14 of the NPWG 10 is a non-reflective terminal 16.
  • the circulator 15 is connected to a compensated optical fiber (not shown) on its input side (input).
  • a downstream optical fiber is connected to the output side (output) of the circulator 15. This downstream optical fiber is used in the optical transmission line.
  • the dispersion compensation device 20 of the present invention is a reflection type device, and an optical signal input from the compensated optical fiber to the input side of the circulator 15 enters the NPWG 10 and is reflected, and the reflected wave is output through the circulator 15.
  • the NPWG 10 of the dispersion compensation device 20 has reflectivity characteristics that can compensate for the chromatic dispersion of the optical fiber to be compensated. Therefore, when the optical signal output from the compensated optical fiber is reflected by the NPWG 10, the chromatic dispersion of the optical signal is corrected and output.
  • the optical signal output from the dispersion compensation device 20 is input to the downstream optical fiber connected to the output side of the circulator 15 and propagates through the fiber.
  • the dispersion compensation device 20 of the present invention after manufacturing the NPWG 10 as described above, terminates the transmissive end 14 of the NPWG 10 with a non-reflection termination 16. Further, a circulator 15 or a directional coupler is connected to the reflection end 13 of the NPWG 10. Thus, the dispersion compensation device 20 shown in FIG. 4 is obtained.
  • the gain equalizer of the present invention has the above-described NPWG 10 of the present invention as a reflection type gain equivalent means.
  • the width w of the core 11 varies non-uniformly in the longitudinal direction (z) direction, thereby changing the local equivalent refractive index of the propagation mode of the waveguide. Due to the change in the local equivalent refractive index, the optical signal propagating through the waveguide is reflected, and the reflected light has a wavelength dependency that compensates the gain wavelength dependency of the fiber amplifier.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the gain equalizer of the present invention.
  • the gain equalizer 30 of the present embodiment is generally configured by the NPWG 10 described above and a circulator 15 connected to the reflection end 13 side.
  • the transmissive end 14 of the NPWG 10 is a non-reflective terminal 16.
  • the circulator 15 is connected to a fiber amplifier (not shown) on its input side (input).
  • a downstream optical fiber is connected to the output side (output) of the circulator 15. This downstream optical fiber is used in the optical transmission line.
  • the gain equalizer 30 of the present invention is a reflection type device, and an optical signal input from the fiber amplifier to the input side of the circulator 15 enters the NPWG 10 and is reflected, and the reflected wave is output through the circulator 15. It is like that. At this time, the optical signal of each wavelength that is reflected and output is compensated for the wavelength dependency of the light intensity.
  • the NPWG 10 of the gain equalizer 30 has reflectance characteristics that can compensate for the wavelength dependence of the optical intensity of the fiber amplifier. Therefore, when the optical signal output from the fiber amplifier is reflected by the NPWG 10, the wavelength dependence of the optical intensity of the optical signal is compensated and output.
  • the optical signal output from the gain equalizer 30 is input to the downstream optical fiber connected to the output side of the circulator 15 and propagates through the fiber.
  • the filter of the present invention has the above-described NPWG 10 of the present invention as a reflection type filtering means.
  • the width w of the core 11 varies non-uniformly in the longitudinal direction (z) direction, thereby changing the local equivalent refractive index of the propagation mode of the waveguide. Due to the change in the local equivalent refractive index, an optical signal in a desired wavelength band among the optical signals propagating through the waveguide is filtered.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the filter of the present invention.
  • the filter 40 of the present embodiment is generally configured by the NPWG 10 described above and the circulator 15 connected to the reflection end 13 side.
  • the transmissive end 14 of the NPWG 10 is a non-reflective terminal 16.
  • the circulator 15 is connected to an optical fiber (not shown) on its input side (input).
  • a downstream optical fiber is connected to the output side (output) of the circulator 15. This downstream optical fiber is used in the optical transmission line.
  • the filter 40 of the present invention is a reflection type device, and an optical signal input from the optical fiber to the input side of the circulator 15 enters the NPWG 10 and is reflected, and the reflected wave is output through the circulator 15. ing. At this time, only the optical signal in the desired wavelength band is reflected.
  • the NPWG 10 of the filter 40 has a reflectance characteristic that can reflect only an optical signal in a desired wavelength band among optical signals propagating through an optical fiber. Therefore, when the optical signal output from the optical fiber is reflected by the NPWG 10, only the optical signal in the desired wavelength band is reflected and output.
  • the optical signal output from the filter 40 is input to the downstream optical fiber connected to the output side of the circulator 15 and propagates through the fiber.
  • the filter 40 of the present embodiment may be a filter bank in which the NPWG 10 is divided into a plurality of channels, and light in a desired wavelength band is reflected by each channel. At this time, it is preferable to shift the group delay characteristics in each channel by, for example, about 1 ps to 10 ps. As a result, the reflection center of the NPWG 10 is located at a different position, so that regions where the width of the core 11 changes greatly are shifted from each other. As a result, the reflection center can be prevented from concentrating on one place of the NPWG 10, the rate of change of the width of the core 11 can be reduced, and the manufacture becomes easy.
  • Examples 1 to 10 relate to the dispersion compensation device of the present invention.
  • Examples 11 to 12 relate to a gain equalizer of the present invention.
  • Examples 13 to 15 relate to the filter of the present invention.
  • FIG. 5 is a graph showing the potential distribution of NPWG of the dispersion compensation device manufactured in this example.
  • the horizontal axis in the figure represents a location standardized at a center wavelength of 1550 nm.
  • the group delay characteristic shown in FIG. 6 and the reflectance characteristic shown in FIG. 7 are obtained.
  • spectral data (designed) used for design and obtained spectral data (realized) are shown.
  • the relationship between the equivalent refractive index at the wavelength of 1550 nm and the core width is as shown in FIG.
  • the thickness of the clad is sufficiently larger than that of the core.
  • the core width distribution of the NPWG realizing FIG. 6 and FIG. 7 is as shown in FIG.
  • the distribution of the equivalent refractive index of the NPWG at that time is as shown in FIG.
  • FIG. 11 shows a core width distribution in the core width direction when a higher reference refractive index n (0) than that in the above example is used.
  • the distribution of the equivalent refractive index of the NPWG at that time is as shown in FIG.
  • the material of the core and the clad is not limited to quartz glass, and other transparent materials that are conventionally known in the optical field such as silicon compounds and polymers can also be used.
  • the device can be further reduced and the transmission loss can be reduced.
  • FIG. 13 is a graph showing the potential distribution of the NPWG of the dispersion compensation device manufactured in this example.
  • the horizontal axis in the figure represents a location standardized at a center wavelength of 1550 nm.
  • the group delay characteristic shown in FIG. 14 and the reflectance characteristic shown in FIG. 15 are obtained.
  • spectral data (designed) used for design and obtained spectral data (realized) are shown.
  • the core width distribution of the NPWG realizing the characteristics shown in FIGS. 14 and 15 is as shown in FIG.
  • the distribution of the equivalent refractive index of the NPWG at that time is as shown in FIG.
  • This dispersion compensation device is also used to compensate for dispersion that could not be compensated for by DCF, as in the previous embodiments.
  • chromatic dispersion of a standard single-mode fiber (S-SMF) having a length of about 6 km can be compensated.
  • S-SMF standard single-mode fiber
  • FIG. 18 is a graph showing the potential distribution of the NPWG of the dispersion compensation device manufactured in this example.
  • the horizontal axis in the figure represents a location standardized at a center wavelength of 1550 nm.
  • the group delay characteristic shown in FIG. 19 and the reflectance characteristic shown in FIG. 20 are obtained.
  • spectral data (designed) used for design and obtained spectral data (realized) are shown.
  • the core width distribution of the NPWG realizing the characteristics shown in FIGS. 19 and 20 is as shown in FIG.
  • the distribution of the equivalent refractive index of the NPWG at that time is as shown in FIG.
  • FIG. 23 is a graph showing the NPWG potential distribution of the dispersion compensation device fabricated in this example.
  • the horizontal axis in the figure represents a location standardized at a center wavelength of 1550 nm.
  • the group delay characteristic shown in FIG. 24 and the reflectance characteristic shown in FIG. 25 are obtained.
  • spectral data (designed) used for design and obtained spectral data (realized) are shown.
  • the core width distribution of the NPWG realizing the characteristics shown in FIGS. 24 and 25 is as shown in FIG.
  • the distribution of the equivalent refractive index of the NPWG at that time is as shown in FIG.
  • the wavelength band in which dispersion can be compensated is four times that in the fourth embodiment. However, in this embodiment, the compensation band is increased, but the length of the fiber that can be compensated is shortened.
  • the chromatic dispersion of the S-SMF having a length of about 20 km can be compensated.
  • FIG. 28 is a graph showing the NPWG potential distribution of the dispersion compensation device manufactured in this example.
  • the horizontal axis in the figure represents a location standardized at a center wavelength of 1550 nm.
  • the group delay characteristic shown in FIG. 29 and the reflectance characteristic shown in FIG. 30 are obtained.
  • spectral data (designed) used for design and obtained spectral data (realized) are shown.
  • the core width distribution of the NPWG realizing the characteristics shown in FIGS. 29 and 30 is as shown in FIG.
  • the distribution of the equivalent refractive index of the waveguide at that time is as shown in FIG.
  • the wavelength band in which dispersion can be compensated is twice that of the fifth embodiment. However, in this embodiment, the compensation band is increased, but the length of the fiber that can be compensated is shortened. In the case of this embodiment, it is possible to compensate for the chromatic dispersion of the S-SMF having a length of about 10 km.
  • FIG. 33 is a graph showing the potential distribution of the NPWG of the dispersion compensation device manufactured in this example.
  • the horizontal axis in the figure represents a location standardized at a center wavelength of 1550 nm.
  • the group delay characteristic shown in FIG. 34 and the reflectance characteristic shown in FIG. 35 are obtained.
  • spectral data (designed) used for design and obtained spectral data (realized) are shown.
  • the core width distribution of the NPWG realizing the characteristics shown in FIGS. 34 and 35 is as shown in FIG.
  • the distribution of the equivalent refractive index of the NPWG at that time is as shown in FIG.
  • Figure 38 shows the group delay characteristics when RDS is a 0.0034nm -1, 0.01nm -1, 0.02nm -1 . As shown in FIG. 38, the same group delay characteristics were observed even when the RDS was changed.
  • FIG. 39 is a graph showing the potential distribution of the NPWG of the dispersion compensation device manufactured in this example.
  • the horizontal axis in the figure represents a location standardized at a center wavelength of 1550 nm.
  • the group delay characteristic shown in FIG. 40 and the reflectance characteristic shown in FIG. 41 are obtained.
  • spectral data (designed) used for design and obtained spectral data (realized) are shown.
  • the core width distribution of the NPWG realizing the characteristics shown in FIGS. 40 and 41 is as shown in FIG.
  • the distribution of the equivalent refractive index of the NPWG at that time is as shown in FIG.
  • the chromatic dispersion of the S-SMF having a length of about 100 km can be compensated.
  • FIG. 44 is a graph showing the NPWG potential distribution of the dispersion compensation device fabricated in this example.
  • the horizontal axis in the figure represents a location standardized at a center wavelength of 1550 nm.
  • the group delay characteristic shown in FIG. 45 and the reflectance characteristic shown in FIG. 46 are obtained.
  • spectral data (designed) used for design and obtained spectral data (realized) are shown.
  • the core width distribution of the waveguide realizing the characteristics shown in FIGS. 45 and 46 is as shown in FIG.
  • the distribution of the equivalent refractive index of the NPWG at that time is as shown in FIG.
  • the chromatic dispersion of the S-SMF having a length of about 100 km can be compensated.
  • FIG. 49 is a graph showing the NPWG potential distribution of the dispersion compensation device fabricated in this example.
  • the horizontal axis in the figure represents a location standardized at a center wavelength of 1550 nm.
  • the group delay characteristic shown in FIG. 50 and the reflectance characteristic shown in FIG. 51 are obtained.
  • spectral data (designed) used for design and obtained spectral data (realized) are shown.
  • the core width distribution of the NPWG realizing the characteristics shown in FIGS. 50 and 51 is as shown in FIG.
  • the distribution of the equivalent refractive index of the NPWG at that time is as shown in FIG.
  • a gain equalizer was designed in which the wavelength dependence of the gain to be compensated is 20 dB.
  • the shape of the gain was a sin wave shape.
  • FIG. 56 shows spectral data (designed) used in the design.
  • the core width distribution of the NPWG has a distribution region with a large width change at the center in the light propagation direction, as shown in FIG.
  • spectral data (real) shown in FIG. 56 was obtained.
  • Example 12 In the wavelength region [1530 nm, 1565 nm], a gain equalizer was designed in which the wavelength dependence of the gain to be compensated is 20 dB. At this time, the gain shape was assumed to be the reverse of that of the eleventh embodiment.
  • FIG. 58 shows spectral data (designed) used in the design.
  • the core width distribution of the NPWG has a distribution region with a large width change on the light introduction side slightly from the central portion in the light propagation direction. With the NPWG having this width distribution, spectral data (real) shown in FIG. 58 was obtained.
  • the gain of wavelengths 1530 nm to 1565 nm can be flattened regardless of the shape of the gain. confirmed.
  • FIG. 60 shows spectral data (designed) used in the design.
  • FIG. 61 shows the group delay characteristics at this time (designed). As shown in FIG. 61, the group delay is flat (has a linear phase).
  • the core width distribution of the NPWG realizing the characteristics shown in FIGS. 60 and 61 is as shown in FIG.
  • spectral data (real) shown in FIG. 60 and group delay characteristics (real) shown in FIG. 61 were obtained.
  • Example 14> A filter bank that reflects only two-channel signals in the wavelength region [1547 nm, 1549 nm] and the wavelength region [1551 nm, 1553 nm] was designed.
  • FIG. 63 shows spectral data (designed) used in the design.
  • FIG. 64 shows the group delay characteristics at this time (designed). The county delay characteristic was designed so that the county delay of the two channels was shifted by 10 ps. As shown in FIG. 64, the group delay is flat in the channel (has a linear phase).
  • the core width distribution of the NPWG realizing the characteristics shown in FIGS. 63 and 64 is as shown in FIG.
  • the reflection center of the waveguide is at a different position by shifting the group delay between channels at the time of design. For this reason, as shown in FIG. 65, the regions in which the core width largely changes are shifted from each other. This prevents the center of reflection from concentrating on one place and prevents the rate of change of the core width from becoming large.
  • spectral data (real) shown in FIG. 63 and group delay characteristics (real) shown in FIG. 64 were obtained.
  • Example 15 A filter bank that reflects only 10-channel signals with a passband of 1 nm in the wavelength region [1540.5 nm, 1559.5 nm] was designed. At this time, the interval between the channels was set to 1 nm.
  • FIG. 66 shows spectral data (designed) used in the design.
  • FIG. 67 shows the group delay characteristics at this time (designed). The county delay characteristic was designed so that the county delay of 10 channels was shifted by 5 ps. As shown in FIG. 67, the group delay is flat in the channel (has a linear phase).
  • the core width distribution of the NPWG realizing the characteristics shown in FIGS. 66 and 67 is as shown in FIG.
  • the reflection center of the waveguide is at a different position by shifting the group delay between channels at the time of design. For this reason, as shown in FIG. 68, the regions in which the core width largely changes are shifted from each other. This prevents the center of reflection from concentrating on one place and prevents the rate of change of the core width from becoming large.
  • spectral data (real) shown in FIG. 66 and group delay characteristics (real) shown in FIG. 67 were obtained.
  • a plurality of channels can be filtered in a wide band. It was confirmed that it could be done.
  • the optical waveguide of the present invention includes a clad and a core embedded in the clad, and by changing the physical dimensions of the core, the equivalent refractive index of the core varies nonuniformly over the light propagation direction. is doing.

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Abstract

　本発明の光導波体は、クラッドと、このクラッドに埋め込まれたコアとを備え、前記コアの物理的寸法を変えることにより、前記コアの等価屈折率が、光伝搬方向にわたって、不均一に変化している。

Description

光導波体及びその製造方法並びにこの光導波体を備えた光デバイス
　本発明は、反射型光導波体及びその製造方法並びにこの光導波体を備えた光デバイスに関する。この光デバイスは、光ファイバ通信網などに使用できる。
　本願は、２００７年１２月２１日に、日本国に出願された特願２００７－３３１００４号に基づき優先権を主張し、この内容をここに援用する。
　光通信において、高密度波長多重（ＤＷＤＭ：Dense Wavelength-Division Multiplexing）伝送の広帯域化・高速化が急速に進められている。
　高速伝送を行うためには、この伝送線路として、伝送帯域で波長分散ができるだけ小さく、一方で非線形効果を抑制するために波長分散が零にはならない光ファイバを用いることが望ましい。しかし、既に広範囲に敷設されている光ファイバは、分散が大きい波長領域で使われることが多い。
　例えば、波長１．３μｍ付近で零分散を有する標準シングルモードファイバ（Ｓ－ＳＭＦ：Standard Single-Mode Fiber）は、エルビウム添加光ファイバ増幅器が実用化されたことにより、波長１．５３～１．６３μｍ帯で使われている。また、零分散を波長１．５５μｍ付近にシフトさせた分散シフトファイバ（ＤＳＦ：Dispersion Shifted Fiber）は、Ｃバンドだけでなく、ＳバンドやＬバンドで使われることがある。その他、波長１．５５μｍでゼロ分散にならない各種ノンゼロ分散シフトファイバ（ＮＺ－ＤＳＦ：Non-Zero Dispersion Shifted Fiber）がある。これらの光ファイバをＤＷＤＭで使用する場合、広い波長範囲にわたる残留分散の補償技術が重要である。
　分散補償には、様々な技術が用いられている。その中でも、分散補償ファイバ（ＤＣＦ：Dispersion Compensation Fiber）を用いる分散補償が最も実用化された技術である（例えば、特許文献１、２参照）。ＤＣＦは、所望の分散補償量が得られるように、光ファイバの屈折率分布が制御されている。しかし、ＤＣＦは通常、補償の対象となる光ファイバと同程度の長さが必要となる。そのため、このＤＣＦをモジュール化した場合、大きな設置スペースが必要となるだけでなく、伝搬損失も無視できなくなる。また、ＤＣＦには正確な屈折率分布の制御が必要であり、作製が難しいという面があるだけでなく、広帯域で要求される分散補償量を満たすことが困難になることも多い。
　ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Fiber Bragg Grating）も、分散補償によく用いられる技術の一つである（例えば、特許文献３参照）。ＦＢＧは、ファイバにＵＶ光を照射することにより、ファイバコアの屈折率を変化させ、屈折率が異なることによるグレーティングを形成させることで分散補償を行う。これにより、分散補償用の小型デバイスは実現可能となるが、屈折率変化の制御が難しい。さらに、ファイバの屈折率の変化に限度があるため、実現できる分散補償特性に限界がある。また、ＦＢＧを用いたデバイスの小型化と大量生産にも限界がある。
　光平面回路（ＰＬＣ：Planar Lightwave Circuit）は、平面に構築される光回路を用いて、分散補償を行える。ラティス型ＰＬＣは、その一例である（例えば、非特許文献１参照）。しかし、ラティス型ＰＬＣは、結合共振器をカスケード接続して分散を制御しており、デジタルＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルターの原理に基づいている。そのため、実現する分散量が限られている。
　アレイ導波路格子（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）で分波し、チャンネルごとに行路差を付け、遅延時間を調整した後にコリメートレンズで再び合波する仕組みも考えられている（例えば、特許文献４参照）。しかしながら、この方法では構造が複雑で作製が難しいだけでなく、必要とするスペースが大きい。
　ＶＩＰＡ（Virtually Imaged Phased Array）型分散補償器は、薄板の両面に反射膜をコーティングした波長分散素子（ＶＩＰＡ板）と、反射ミラーとから構成された分散補償デバイスである（例えば、特許文献５参照）。このデバイスは、３次元の構造で分散を調整している。そのため、構造的に複雑であり、製造上極めて高い精度が要求される。
　また、ＤＷＤＭでは、広い帯域において各種ファイバアンプが使われている。例えばエルビウム添加ファイバアンプをはじめとするファイバアンプは、増幅特性が波長依存性をもっている。そのため、異なる波長で異なる利得を有する（例えば非特許文献２参照）。これは、伝送する信号のＳ／Ｎ比を劣化させる原因になる。このＳ／Ｎ比の劣化を改善するためには、使用する各チャンネルで、同じ利得をもつ必要が生じる。特に、ＤＷＤＭでは、広い波長範囲が用いられるため、この波長範囲の利得を平坦化させる利得等化器の技術が重要である。
　利得等化器には、上述したＦＢＧやＡＷＧ、液晶等の様々な技術が用いられている。ＦＢＧを用いた技術では、上述したように屈折率変化の制御が難しく、屈折率の変化に限度がある。そのため、広い波長範囲にて利得の平坦化を行うには限界がある。ＡＷＧを用いた技術では、このＡＷＧで分波し、チャンネルごとに利得を制御した後、再び合波することで利得を平坦化できる。しかし、ＡＷＧは構造が複雑で作製が難しいだけでなく、必要とするスペースが大きくなる。また、ＡＷＧとＬｉＮｂＯ３のような結晶で作られる移相器とを組み合わせた利得等化器もあるが、やはり構成が複雑となる。
　液晶を用いた技術では、液晶に電圧を掛け、液晶内の分子の分極方向を変え、そこを通る光の減衰量を制御する。しかし、この方法では、光を空間上に分波する必要があり、装置の構成が複雑になる。
　さらに、ＤＷＤＭでは、広い帯域で複数のチャンネルにて通信が行われ、チャンネルのａｄｄ／ｄｒｏｐや、分波・合波が盛んに行なわれている。そのため、フィルターあるいは、複数のチャンネルのフィルタリングを行なうフィルターバンクが必要となる。
　フィルターには、様々な技術が用いられている。その中でも、ファイバーカプラを用いたものが、最も実用化された技術である（例えば、非特許文献３参照）。しかし、この技術では、広い波長帯域での適応が困難であり、選択的にフィルタリングすることができない。
　また、上述した分散補償と同様に、ＦＢＧを用いた技術があるが、やはり屈折率変化の制御が難しく、ファイバの屈折率の変化に限度があるため、実現できるフィルター特性に限界がある。ＡＷＧを用いた技術もあるが、構造が複雑で作製が難しいだけでなく、必要とするスペースが大きくなる。さらに、フィルターでの損失が大きくなってしまう。
日本国特許第３８５７２１１号公報 日本国特許第３８１９２６４号公報 特開２００４－３２５５４９号公報 日本国特許第３８５２４０９号公報 特開２００５－２７５１０１号公報 K. Takiguchi, et. al, "Dispersion slope equalizer for dispersion shifted fiber using a lattice-form programmable optical filter on a planar lightwave circuit," J. Lightwave Technol., pp. 1647-1656, vol. 16, no. 9, 1998 H. Masuda, et. al, "Design and spectral characteristics of gain- flattened tellurite-based fiber Raman amplifies," J. Lightwave Technol., pp. 504-515, vol. 24, no. 1, 2006 K. Morishita, et. al, "Fused fiber couplers made insensitive by the glass structure change, " J. Lightwave Technol., pp. 1915-1920, vol. 26, no. 13, 2008
　ＤＷＤＭを行なうにあたって、前述した従来技術における問題点は、次の通りである。
　１：ＤＣＦを用いる分散補償は、長尺ファイバの使用で必要スペースが大きく、小型化が困難である。また実現できる分散補償特性に限界がある。
　２：ＦＢＧを用いた場合では、光ファイバの屈折率の変化に限界が生じる。そのため、実現できる分散補償特性や利得の平坦化、フィルター特性に限界がある。ＦＢＧを重ね合わせた場合でも、同様である。
　３：ラティス型ＰＬＣを用いる分散補償は、実現可能な分散補償量が小さい。
　４：ＡＷＧを用いた場合では、構造が複雑であり、製造が難しく、コストが高くなってしまう。また、要求スペースが大きく、デバイスの小型化が困難である。
　５：ＶＩＰＡ型分散補償器は、構造が複雑であり、製造が難しく、コストが高くなってしまう。
　６：液晶を用いた利得等化器では、装置の構成が複雑になる。そのため、製造が難しく、コストが高くなってしまう。
　すなわち、分散補償器や利得等化器、フィルター等に搭載される光導波体に関し、ＤＷＤＭを行なうにあたって、広い波長範囲であっても対応できるように、所望の分散特性、波長特性等が得られる光導波体の開発が望まれていた。
　本発明は、前記事情に鑑みてなされ、屈折率の変化を容易に制御でき、小型で、かつ製造が容易で低コスト化が可能な光導波体の提供を目的とする。
　本発明は、上記課題を解決して係る目的を達成するために以下の手段を採用した。
（１）本発明の光導波体は、クラッドと、このクラッドに埋め込まれたコアとを備え、前記コアの物理的寸法を変えることにより、このコアの等価屈折率が、光伝搬方向にわたって、不均一に変化している。
（２）前記コアの幅が、前記光伝搬方向にわたって不均一に分布しているのが好ましい。
（３）前記コアの幅が、前記コアの中心から前記コアの幅方向の両側が対称となるように、前記光伝搬方向にわたって不均一に分布しているのが好ましい。
（４）前記コアの幅が、前記コアの中心から前記コアの幅方向の両側が非対称となるように、前記光伝搬方向にわたって不均一に分布しているのが好ましい。
（５）前記コアの幅が、前記コアの中心から前記コアの幅方向の両側のうち、一方の側のみが前記光伝搬方向にわたって不均一に分布しているのが好ましい。
（６）前記コアが、直線状に設けられているのが好ましい。
（７）前記コアが、蛇行状に設けられているのが好ましい。
（８）前記光伝搬方向にわたる前記コアの等価屈折率分布が、Ｚａｋｈａｒｏｖ－Ｓｈａｂａｔ方程式を用いて、反射係数のスペクトルデータからポテンシャル関数を数値的に導く逆散乱問題として解き；この逆散乱問題で得られた値から、所望の反射スペクトルを実現するためのポテンシャルを推測する設計法で設計される；のが好ましい。
（９）前記光伝搬方向にわたる前記コアの前記等価屈折率分布が、光導波体の前方及び後方に伝搬する電力波の振幅なる変数を導入した波動方程式を用いて、前記光導波体の等価屈折率の対数の微分から導かれるポテンシャルを有するＺａｋｈａｒｏｖ－Ｓｈａｂａｔ方程式に帰着させ、反射係数のスペクトルデータからポテンシャル関数を数値的に導く逆散乱問題として解き；この逆散乱問題で得られた値から、所望の反射スペクトルを実現するためのポテンシャルを推測し；このポテンシャルに基づいて等価屈折率を求め；予め求められた、所定の前記コアの厚さと、前記等価屈折率と、前記コアの寸法と、の関係から、前記光導波体の光伝搬方向にわたる前記コアの幅分布を算出して設計されている；のが好ましい。
（１０）本発明の光デバイスは、上記（１）に記載の光導波体を備えた光デバイスであって、前記光導波体の一端が透過端で、かつ他端が反射端であり；前記透過端が無反射終端で終端され；前記反射端でサーキュレータ又は方向性結合器を介して光出力が取り出されるのが好ましい。
（１１）前記光デバイスが光導波路型波長分散補償デバイスであるのが好ましい。
（１２）前記光導波体は、中心波長λｃが１２８０ｎｍ≦λｃ≦１３２０ｎｍ及び１４９０ｎｍ≦λｃ≦１６１３ｎｍの範囲、動作帯域ΔＢＷが０．１ｎｍ≦ΔＢＷ≦４０ｎｍの範囲にて、
分散Ｄが－１５００ｐｓ／ｎｍ≦Ｄ≦２０００ｐｓ／ｎｍの範囲、分散に対する分散スロープの比ＲＤＳが－０．１ｎｍ－１≦ＲＤＳ≦０．１ｎｍ－１の範囲の特性を有するのが好ましい。
（１３）前記光デバイスが利得等化器であるのが好ましい。
（１４）前記光デバイスがフィルターであるのが好ましい。
（１５）前記光導波体が複数のチャンネルに分れ、前記各チャンネルで所望の波長帯域の光が反射されるのが好ましい。
（１６）前記各チャンネル間で郡遅延が異なっているのが好ましい。
（１７）本発明の光導波体の製造方法は、光導波体の下クラッド層を設ける工程と；次いで、前記下クラッド層上に、この下クラッド層よりも屈折率の大きいコア層を設ける工程と；次いで、前記コア層に、コアの等価屈折率が光伝搬方向にわたって不均一に変化するように設計された所定のコア形状を残す一方、それ以外の部分を除去する加工を施してコアを形成する工程と；次いで、前記コアを覆う上クラッドを設ける工程と；を有する。
　上記（１）に記載の光導波体は、クラッドに埋め込まれたコアの等価屈折率が光伝搬方向にわたって不均一に変化する。そのため、等価屈折率の変動率が、ＦＢＧ等の場合に比べて大きい上、細かく正確な制御が容易となる。また、構造が複雑でないため、周知の製造プロセスで大量に製造でき、低コスト化が図れる。
　上記（１１）に記載の光デバイス（光導波路型波長分散補償デバイス）によれば、本発明の光導波体を備えたことで、分散補償ファイバ等を用いる従来技術に比べて小型化でき、設置スペースが少なくて済む。また、従来のＦＢＧを用いた分散補償に比べ、実現できる分散補償特性が広くなるなど、優れた分散補償特性が得られる。さらに、ＰＬＣやＶＩＰＡ、ＡＷＧ等を用いた従来の分散補償デバイスに比べ、構造が簡単で、低コストで製造できる。
　上記（１４）に記載の光デバイス（利得等化器）によれば、上記（１）に記載の光導波体を備えたことで、従来のＦＢＧを用いた利得の平坦化と比べて、広い波長範囲にて利得の平坦化が行なえる。そのため、伝送する信号のＳ／Ｎ比の劣化の低減が図れる。また、ＡＷＧ等と比べ構造が簡単で、低コストで製造できる。
　上記（１５）に記載の光デバイス（フィルター）によれば、上記（１）に記載の光導波体を備えたことで、広い波長帯域であっても、選択的にフィルタリングが行える。また、ＡＷＧ等と比べ構造が簡単で、低コストで製造できる。
　上記（１９）に記載の光導波体の製造方法によれば、前述したように、所望の分散特性、波長特性等が得られる光導波体を、低コストで効率よく製造できる。
図１は、本発明の光導波体の一実施形態として、ＮＰＷＧの構造を示す概略斜視図である。 図２Ａは、コアの幅の分布形状の一例を示す概略平面図である。 図２Ｂは、コアの幅の分布形状の他の一例を示す概略平面図である。 図３は、コアを蛇行状に設けた場合を例示する概略平面図である。 図４は、本発明の光導波路型波長分散補償デバイスの一実施形態を示す構成図である。 図５は、実施例１のＮＰＷＧのポテンシャル分布を示すグラフである。 図６は、実施例１のＮＰＷＧの群遅延特性を示すグラフである。 図７は、実施例１のＮＰＷＧの反射率特性を示すグラフである。 図８は、ｈ３＝６μｍ、比屈折率差Δ＝０．６％コアを使用した場合、波長１５５０ｎｍでの等価屈折率とコア幅の関係を示すグラフである。 図９は、実施例１のＮＰＷＧのコア幅分布を示すグラフである。 図１０は、実施例１のＮＰＷＧの等価屈折率の分布を示すグラフである。 図１１は、実施例１のＮＰＷＧで高い初期屈折率を用いた場合のＮＰＷＧのコア幅の分布を示すグラフである。 図１２は、実施例１のＮＰＷＧで高い初期屈折率を用いた場合のＮＰＷＧの等価屈折率分布を示すグラフである。 図１３は、実施例２のＮＰＷＧのポテンシャル分布を示すグラフである。 図１４は、実施例２のＮＰＷＧの群遅延特性を示すグラフである。 図１５は、実施例２のＮＰＷＧの反射率特性を示すグラフである。 図１６は、実施例２のＮＰＷＧのコア幅分布を示すグラフである。 図１７は、実施例２のＮＰＷＧの等価屈折率の分布を示すグラフである。 図１８は、実施例３のＮＰＷＧのポテンシャル分布を示すグラフである。 図１９は、実施例３のＮＰＷＧの群遅延特性を示すグラフである。 図２０は、実施例３のＮＰＷＧの反射率特性を示すグラフである。 図２１は、実施例３のＮＰＷＧのコア幅分布を示すグラフである。 図２２は、実施例３のＮＰＷＧの等価屈折率の分布を示すグラフである。 図２３は、実施例４のＮＰＷＧのポテンシャル分布を示すグラフである。 図２４は、実施例４のＮＰＷＧの群遅延特性を示すグラフである。 図２５は、実施例４のＮＰＷＧの反射率特性を示すグラフである。 図２６は、実施例４のＮＰＷＧのコア幅分布を示すグラフである。 図２７は、実施例４のＮＰＷＧの等価屈折率の分布を示すグラフである。 図２８は、実施例５のＮＰＷＧのポテンシャル分布を示すグラフである。 図２９は、実施例５のＮＰＷＧの群遅延特性を示すグラフである。 図３０は、実施例５のＮＰＷＧの反射率特性を示すグラフである。 図３１は、実施例５のＮＰＷＧのコア幅分布を示すグラフである。 図３２は、実施例５のＮＰＷＧの等価屈折率の分布を示すグラフである。 図３３は、実施例６のＮＰＷＧのポテンシャル分布を示すグラフである。 図３４は、実施例６のＮＰＷＧの群遅延特性を示すグラフである。 図３５は、実施例６のＮＰＷＧの反射率特性を示すグラフである。 図３６は、実施例６のＮＰＷＧのコア幅分布を示すグラフである。 図３７は、実施例６のＮＰＷＧの等価屈折率の分布を示すグラフである。 図３８は、実施例７のＮＰＷＧの群遅延特性を示すグラフである。 図３９は、実施例８のＮＰＷＧのポテンシャル分布を示すグラフである。 図４０は、実施例８のＮＰＷＧの群遅延特性を示すグラフである。 図４１は、実施例８のＮＰＷＧの反射率特性を示すグラフである。 図４２は、実施例８のＮＰＷＧのコア幅分布を示すグラフである。 図４３は、実施例８のＮＰＷＧの等価屈折率の分布を示すグラフである。 図４４は、実施例９のＮＰＷＧのポテンシャル分布を示すグラフである。 図４５は、実施例９のＮＰＷＧの群遅延特性を示すグラフである。 図４６は、実施例９のＮＰＷＧの反射率特性を示すグラフである。 図４７は、実施例９のＮＰＷＧのコア幅分布を示すグラフである。 図４８は、実施例９のＮＰＷＧの等価屈折率の分布を示すグラフである。 図４９は、実施例１０のＮＰＷＧのポテンシャル分布を示すグラフである。 図５０は、実施例１０のＮＰＷＧの群遅延特性を示すグラフである。 図５１は、実施例１０のＮＰＷＧの反射率特性を示すグラフである。 図５２は、実施例１０のＮＰＷＧのコア幅分布を示すグラフである。 図５３は、実施例１０のＮＰＷＧの等価屈折率の分布を示すグラフである。 図５４は、本発明の利得等化器の一実施形態を示す構成図である。 図５５は、本発明のフィルターの一実施形態を示す構成図である。 図５６は、実施例１１のＮＰＥＧの反射率特性を示すグラフである。 図５７は、実施例１１のＮＰＷＧのコア幅分布を示すグラフである。 図５８は、実施例１２のＮＰＥＧの反射率特性を示すグラフである。 図５９は、実施例１２のＮＰＷＧのコア幅分布を示すグラフである。 図６０は、実施例１３のＮＰＥＧの反射率特性を示すグラフである。 図６１は、実施例１３のＮＰＷＧの群遅延特性を示すグラフである。 図６２は、実施例１３のＮＰＷＧのコア幅分布を示すグラフである。 図６３は、実施例１４のＮＰＥＧの反射率特性を示すグラフである。 図６４は、実施例１４のＮＰＷＧの群遅延特性を示すグラフである。 図６５は、実施例１４のＮＰＷＧのコア幅分布を示すグラフである。 図６６は、実施例１５のＮＰＥＧの反射率特性を示すグラフである。 図６７は、実施例１５のＮＰＷＧの群遅延特性を示すグラフである。 図６８は、実施例１５のＮＰＷＧのコア幅分布を示すグラフである。
符号の説明
　１０　ＮＰＷＧ
　１１　コア
　１２　クラッド
　１３　反射端
　１４　透過端
　１５　サーキュレータ
　１６　無反射終端
　２０　光導波路型波長分散補償デバイス
　３０　利得等化器
　４０　フィルター
　本発明の光導波体は、クラッドに埋め込まれたコアの等価屈折率が光伝搬方向にわたって不均一に変化する。
　以下、図面を参照して本発明の光導波体の実施形態を説明する。
　図１は、本発明の光導波体の一実施形態を示す概略斜視図である。本実施形態の光導波体は、コアの等価屈折率を光伝搬方向にわたって不均一に変化させる手段として、コアの幅ｗを長手方向（ｚ）にわたって変化させた非均一幅をもつ平面導波路（Non-uniform Planar WaveGuide；以下、ＮＰＷＧと記す）である。ここで、非均一とは、物理寸法が導波路の進行方向の場所とともに変化していることをいう。図１中、符号１０はＮＰＷＧ、符号１１はコア、符号１２はクラッドである。
　本実施形態のＮＰＷＧ１０は、クラッド１２中に、コア１１を有する。コア１１は、図１に示すように、一定の高さｈ３を有する。また、コア１１の幅ｗは、長手方向（ｚ）方向にわたって不均一に変化し、導波路の伝搬モードの局所等価屈折率を変化させている。
　ＮＰＷＧ１０の動作原理は、ＦＢＧのグレーティングと一見類似している。しかし、等価屈折率の変化に関し、ＦＢＧではコア媒質の屈折率を変化させるのに対して、本実施形態のＮＰＷＧ１０では、コア１１の幅を長手方向に沿って変化させることで等価屈折率を変化させている。このように、等価屈折率の変化に関して、その動作原理は両者で全く相違している。
　ＮＰＷＧ１０では、コア１１の幅を長手方向に沿って変化させることで得られる等価屈折率の変動率が、ＦＢＧの場合に比べて大きい上、細かく正確な制御が容易である。
　ＮＰＷＧ１０の構造は、平面的となっているため、周知の製造プロセスで大量に製造でき、低コスト化が図れる。
　ＮＰＷＧ１０は、石英ガラス系材料を用いることができる。その場合、例えば、クラッドを純石英ガラスで作製し、コアはゲルマニウム添加石英ガラスを用いればよい。また樹脂系材料の使用も可能である。
　また、ＮＰＷＧ１０としてシリコン系材料を用いた場合、電極をこのシリコン系材料に付けて制御を行なえば、可変デバイスが実現可能である。また、このデバイスに熱を加えた場合、材料の熱膨張により導波路が長くなる。そのため、特性を長波長側にシフトする。この特性を利用すれば、熱の制御による可変デバイスが可能となる。
　ＮＰＷＧ１０のコア幅の分布は、所望の反射スペクトルから必要な幅分布を得る逆散乱問題の手法を用いて設計される。
　まず、ＮＰＷＧ１０に伝搬する電磁界を次のように定式化する（参考文献：J. E. Sipe, L. Poladian, and C. Martijn de Sterke, “Propagation through nonuniform grating structures,” J. Opt. Soc. Am. A, vol. 11, no. 4, pp. 1307-1320, 1994）。電磁界の時間変動をｅｘｐ（－ｉωｔ）と仮定すると、Ｍａｘｗｅｌｌ方程式により、ＮＰＷＧ１０に伝搬する電磁界は、次式（１）、（２）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　ただし、上記式（１），（２）で、Ｅ，Ｈはそれぞれ電界と磁界の複素振幅を表し、ｎは導波路の屈折率を表す。
ここで、次式（３），（４）　　　　　　　　　　　　　
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
で定義される、ｚの前方に伝搬する電力波振幅Ａ＋（ｚ）と、ｚの後方に伝搬する電力波の振幅Ａ－（ｚ）をと、上記式（１）と式（２）にそれぞれ導入する。ただし、Ｚ０＝√μ０／ε０は真空中のインピーダンスを表し、ｎ０は参照屈折率を表す。これらの変数から、次式（５），（６）がそれぞれ導かれる：　　　　　　　　　　
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
ただし、ｃは真空中の光速を表す。
　これらの式（５），（６）は、次式（７）　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
で変数変換を行うと、次式（８）、（９）に示すＺａｋｈａｒｏｖ－Ｓｈａｂａｔ方程式にそれぞれ帰着される：　　　　　　　　　　　　　　
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
ただし、ω０は参照角周波数を表す。
　これらのＺａｋｈａｒｏｖ－Ｓｈａｂａｔ方程式は、逆散乱問題として解くことができる。すなわち、次式（１０）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
で定義される反射係数のスペクトルデータから、ポテンシャル関数u(x)を数値的に解くことができる（参考文献：P. V. Frangos and D. L. Jaggard, “A numerical solution to the Zakharov-Shabat inverse scattering problem,” IEEE Trans. Antennas and Propag., vol. 39, no. 1, pp. 74-79, 1991）。
　これを前記問題に当てはめると、所望の反射スペクトルを実現するためのポテンシャルを求めることができる。ここで、反射スペクトルとは、波長に対する群遅延量と反射率から得られる複素反射データをいう。
　ポテンシャルu(x)が得られれば、局所等価屈折率n(x)は、次式（１１）のように求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011
　さらに、実際作製しようとする導波路のコアの厚みと、コアの屈折率およびクラッドの屈折率から求められる、コアの幅に対する等価屈折率と、の関係から、光の伝搬方向の所定の位置におけるコア幅ｗ（ｘ）を求められる。
　本発明のＮＰＷＧ１０を、後述する分散補償デバイス２０に用いる場合には、被補償光ファイバの使用波長と使用帯域及び使用長さを考慮し、被補償光ファイバの分散と逆になるように（分散補償できるように）スペクトルデータを作成し、前記設計手法を用いて逆問題を解き、ＮＰＷＧ１０を設計する。これにより、小型で高性能の分散補償デバイス２０が実現される。
　本発明のＮＰＷＧ１０を、後述する利得等化器３０に用いる場合には、利得等化器３０のファイバシステムに対して、その利得スペクトルと逆になるようにスペクトルデータを作成し、上記の設計法を用いて逆問題を解き、ＮＰＷＧ１０を作製すれば、利得等化器３０が実現される。利得スペクトルの形状としては、適用する利得等化器３０に応じて適宜設定して行えばよい。近似曲線を考えた場合、ｓｉｎ波形状、ガウス分布形状等が挙げられる。
　本発明のＮＰＷＧ１０を、後述するフィルター４０に用いる場合には、フィルタリングを行う波長領域に対して、その利得スペクトルと逆になるようにスペクトルデータを作成し、上記の設計法を用いて逆問題を解き、ＮＰＷＧ１０を作製すれば、フィルター４０が実現される。
　本発明のＮＰＷＧ１０は、例えば、次のように製造される。
　まず、ＮＰＷＧ１０の下クラッド層を設ける。次いで、前記下クラッド層上に、下クラッド層よりも屈折率の大きいコア層を設ける。次いで、前記コア層に、コアの等価屈折率が光伝搬方向にわたって不均一に変化するように設計された（上記（ａ）～（ｃ）で設計された）所定のコア形状を残し、それ以外の部分を除去する加工を施してコア１１を形成する。次いで、前記コア１１を覆うクラッド１２を設け、ＮＰＷＧ１０を製造する。
　このように、ＮＰＷＧ１０のコア１１を形成する際、上記のコア幅ｗ（ｘ）の形状を有した（コア１０の等価屈折率が光伝搬方向にわたって不均一に変化するように設計された）マスクを用い、フォトリソグラフィー法によってコア１１を形成するのが好ましい。このフォトリソグラフィー法に用いる材料や手順は、半導体製造分野等で周知のフォトリソグラフィー法に用いる材料や手順を用いて実施できる。また、クラッド層やコア層の成膜方法は、一般の光導波体の製造において用いられている周知の成膜技術を用いて実施できる。
　前記実施形態では、図１に示したように、クラッド１１中に、高さ（厚さ）が一定で、幅が長手方向にわたって不均一に変化するコア１１が埋設された構造のＮＰＷＧ１０を例示した。本発明に用いる光導波体は、本例示にのみ限定されず、種々の変更が可能である。
　例えば、コア１１の幅分布は、図２Ａに示すように、コア１１の中心から幅方向の両側が対称となるように、光伝搬方向にわたって不均一に分布している構造でもよい。また、図２Ｂに示すように、コア１１の中心から幅方向の両側が非対称となるように、光伝搬方向にわたって不均一に分布している構造であってもよい。
　また、コア１１は、図１に示すように、ＮＰＷＧ１０の長手方向（ｚ）に沿って直線状に設ける構造の他、図３に示すように、蛇行状にコア１１を設ける構造としてもよい。このように蛇行状にコア１１を設けた構造とすることで、ＮＰＷＧ１０をより小型化可能となる。
＜光導波路型波長分散補償デバイス＞
　光導波路型波長分散補償デバイス（以下、分散補償デバイスと略記する）の実施形態を説明する。本発明の分散補償デバイスは、上述した本発明のＮＰＷＧ１０を反射型の波長分散補償手段として有する。本発明のＮＰＷＧ１０は、そのコア１１の幅ｗが、長手方向（ｚ）方向にわたって不均一に変化し、導波路の伝搬モードの局所等価屈折率を変化させている。これによって反射型の波長分散補償機能を持たせている。
　図４は、本発明の分散補償デバイスの一実施形態を示す構成図である。本実施形態の分散補償デバイス２０は、前述したＮＰＷＧ１０と、その反射端１３側に接続されたサーキュレータ１５とから概略構成されている。ＮＰＷＧ１０の透過端１４は、無反射終端１６になっている。サーキュレータ１５には、その入力側（input）に図示していない被補償光ファイバが接続されている。サーキュレータ１５の出力側（output）には、下流側の光ファイバが接続されている。この下流側の光ファイバは、光伝送路内で使用される。
　本発明の分散補償デバイス２０は反射型デバイスであり、被補償光ファイバからサーキュレータ１５の入力側に入力された光信号は、ＮＰＷＧ１０に入って反射され、その反射波がサーキュレータ１５を介して出力される。
　この分散補償デバイス２０のＮＰＷＧ１０は、前述したように、被補償光ファイバの波長分散を補償できるような反射率特性を有している。そのため、被補償光ファイバから出力された光信号がＮＰＷＧ１０で反射される際に、その光信号の波長分散が補正されて出力される。そして、分散補償デバイス２０から出力された光信号は、サーキュレータ１５の出力側に接続された下流側の光ファイバに入力され、このファイバ内を伝搬する。
　本発明の分散補償デバイス２０は、前述した通りＮＰＷＧ１０を製造した後、このＮＰＷＧ１０の透過端１４を無反射終端１６で終端する。さらに、ＮＰＷＧ１０の反射端１３にサーキュレータ１５又は方向性結合器を接続する。以上で、図４に示す分散補償デバイス２０が得られる。
＜利得等化器＞
　利得等化器の実施形態を説明する。本発明の利得等化器は、上述した本発明のＮＰＷＧ１０を反射型の利得等価手段として有する。本発明のＮＰＷＧ１０は、そのコア１１の幅ｗが、長手方向（ｚ）方向にわたって不均一に変化し、導波路の伝搬モードの局所等価屈折率を変化させている。この局所等価屈折率の変化によって、導波路を伝搬する光信号は反射され、その反射光が、ファイバアンプの利得波長依存性を補償する波長依存性を有する。
　図４は、本発明の利得等化器の一実施形態を示す構成図である。本実施形態の利得等化器３０は、前述したＮＰＷＧ１０と、その反射端１３側に接続されたサーキュレータ１５とから概略構成されている。ＮＰＷＧ１０の透過端１４は、無反射終端１６になっている。サーキュレータ１５には、その入力側（input）に図示していないファイバアンプが接続されている。サーキュレータ１５の出力側（output）には、下流側の光ファイバが接続されている。この下流側の光ファイバは、光伝送路内で使用される。
　本発明の利得等化器３０は反射型デバイスであり、ファイバアンプからサーキュレータ１５の入力側に入力された光信号は、ＮＰＷＧ１０に入って反射され、その反射波がサーキュレータ１５を介して出力されるようになっている。この際、反射されて出力される各波長の光信号は、光強度の波長依存性が補償されている。
　この利得等化器３０のＮＰＷＧ１０は、前述したように、ファイバアンプの光強度の波長依存性を補償できるような反射率特性を有している。そのため、ファイバアンプから出力された光信号がＮＰＷＧ１０で反射される際に、その光信号の光強度の波長依存性が補償されて出力される。そして、利得等化器３０から出力された光信号は、サーキュレータ１５の出力側に接続された下流側の光ファイバに入力され、このファイバ内を伝搬する。
＜フィルター＞
　フィルターの実施形態を説明する。本発明のフィルターは、上述した本発明のＮＰＷＧ１０を反射型のフィルタリング手段として有する。本発明のＮＰＷＧ１０は、そのコア１１の幅ｗが、長手方向（ｚ）方向にわたって不均一に変化し、導波路の伝搬モードの局所等価屈折率を変化させている。この局所等価屈折率の変化によって、導波路を伝搬する光信号のうち、所望の波長帯域の光信号がフィルタリングされる。
　図４は、本発明のフィルターの一実施形態を示す構成図である。本実施形態のフィルター４０は、前述したＮＰＷＧ１０と、その反射端１３側に接続されたサーキュレータ１５とから概略構成されている。ＮＰＷＧ１０の透過端１４は、無反射終端１６になっている。サーキュレータ１５には、その入力側（input）に図示していない光ファイバが接続されている。サーキュレータ１５の出力側（output）には、下流側の光ファイバが接続されている。この下流側の光ファイバは、光伝送路内で使用される。
　本発明のフィルター４０は反射型デバイスであり、光ファイバからサーキュレータ１５の入力側に入力された光信号は、ＮＰＷＧ１０に入って反射され、その反射波がサーキュレータ１５を介して出力されるようになっている。この際、所望の波長帯域の光信号のみが反射される。
　このフィルター４０のＮＰＷＧ１０は、前述したように、光ファイバを伝搬する光信号のうち、所望の波長帯域の光信号のみ反射できるような反射率特性を有している。そのため、光ファイバから出力された光信号がＮＰＷＧ１０で反射される際に、この所望の波長帯域の光信号のみが反射されて出力される。そして、フィルター４０から出力された光信号は、サーキュレータ１５の出力側に接続された下流側の光ファイバに入力され、このファイバ内を伝搬する。
　本実施形態のフィルター４０は、ＮＰＷＧ１０が複数のチャンネルに分れ、各チャンネルで所望の波長帯域の光が反射される構成としたフィルターバンクとしてもよい。この際、各チャンネルでの郡遅延特性を、例えば１ｐｓ～１０ｐｓ程度ずらしておくのが好ましい。これにより、ＮＰＷＧ１０の反射中心が異なる位置になるため、コア１１の幅が大きく変化する領域が、互いにずれて存在する。その結果、反射中心は、ＮＰＷＧ１０の一箇所に集中するのが避けられ、コア１１の幅の変化率を小さくでき、製造が容易になる。
　以下、具体的実施例により、本発明についてさらに詳しく説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。実施例１～１０は、本発明の分散補償デバイスに関する。実施例１１～１２は、本発明の利得等化器に関する。実施例１３～１５は、本発明のフィルターに関する。
＜実施例１＞
　波長領域［１５４５ｎｍ～１５５５ｎｍ］において、分散量Ｄ＝－１０ｐｓ／ｎｍ、分散に対する分散スロープの比ＲＤＳ＝０．００３４ｎｍ－１となる波長分散の補償を実現する分散補償デバイスを設計した。この分散補償デバイスは、補償する分散量が少ないため、主にＤＣＦで補償しきれなかった分散を補償するために使われる。
　図５は、本実施例で作製した分散補償デバイスの、ＮＰＷＧのポテンシャル分布を表すグラフである。図中の横軸は、中心波長１５５０ｎｍで規格された場所を表す。このポテンシャルを用いると、図６に示す群遅延特性と、図７に示す反射率特性が得られる。両図には、設計に用いたスペクトルデータ（designed）と得られたスペクトルデータ（realized）が示されている。
　本実施例のＮＰＷＧを、高さｈ３＝６μｍ、比屈折率差Δ＝０．６％となるコアが、石英ガラスからなるクラッドに埋め込まれた導波路構造とした。この導波路構造では、波長１５５０ｎｍにおける等価屈折率とコアの幅との関係は、図８に示すようになる。この際のクラッドの厚さは、コアに比べて十分大きいものとする。
　この導波路構造を用いた場合、図６と図７を実現するＮＰＷＧのコア幅分布は、図９に示すようになる。そのときのＮＰＷＧの等価屈折率の分布は、図１０に示すようになる。
　同じ材料の導波路構造を用いても、導波路全体の平均等価屈折率を示す参照屈折率n(o)を、導波路の厚さや材料に応じて設定すれば、異なるコア幅をもつＮＰＷＧで、同じ特性を実現できる。図１１は、前記の例より高い参照屈折率n(0)を使った場合の、コア幅方向のコア幅分布を示す。その時のＮＰＷＧの等価屈折率の分布は、図１２に示すようになる。
　コアとクラッドの材料は、石英ガラス系に限定されず、シリコン化合物、ポリマー等の光学分野等で従来周知の他の透明材料を用いることもできる。特に、屈折率の高い材料を用いれば、デバイスをさらに小さくし、伝送損失を下げられる。
＜実施例２＞
　波長領域［１５４５ｎｍ～１５５５ｎｍ］において、分散量Ｄ＝－５０ｐｓ／ｎｍ、分散に対する分散スロープの比ＲＤＳ＝０．００３４ｎｍ－１となる波長分散の補償を実現する分散補償デバイスを設計した。この分散補償デバイスも実施例１と同様に、主にＤＣＦで補償しきれなかった分散を補償するために使われる。
　図１３は、本実施例で作製した分散補償デバイスのＮＰＷＧのポテンシャル分布を表すグラフである。図中の横軸は、中心波長１５５０ｎｍで規格された場所を表す。このポテンシャルを用いると、図１４に示す群遅延特性と、図１５に示す反射率特性が得られる。両図には、設計に用いたスペクトルデータ（designed）と得られたスペクトルデータ（realized）が示されている。
　本実施例のＮＰＷＧを、高さｈ３＝６μｍ、比屈折率差Δ＝０．６％となるコアが、純石英ガラスからなるクラッドに埋め込まれた導波路構造とした。この導波路構造では、図１４と図１５に示す各特性を実現するＮＰＷＧのコア幅分布は、図１６に示すようになる。そのときのＮＰＷＧの等価屈折率の分布は、図１７に示すようになる。
＜実施例３＞
　波長領域［１５４５ｎｍ～１５５５ｎｍ］において、分散量Ｄ＝－１００ｐｓ／ｎｍ、分散に対する分散スロープの比ＲＤＳ＝０．００３４ｎｍ－１となる波長分散の補償を実現する分散補償デバイスを設計した。この分散補償デバイスも前記各実施例と同様に、主にＤＣＦで補償しきれなかった分散を補償するために用いられる。本実施例では、長さ約６ｋｍの標準型シングルモードファイバ（Ｓ－ＳＭＦ：Standard Single-Mode Fiber）の波長分散を補償できる。
　図１８は、本実施例で作製した分散補償デバイスのＮＰＷＧのポテンシャル分布を表すグラフである。図中の横軸は、中心波長１５５０ｎｍで規格された場所を表す。このポテンシャルを用いると、図１９に示す群遅延特性と、図２０に示す反射率特性が得られる。両図には、設計に用いたスペクトルデータ（designed）と得られたスペクトルデータ（realized）が示されている。
　本実施例のＰＷＧを、高さｈ３＝６μｍ、比屈折率差Δ＝０．６％となるコアが、純石英ガラスからなるクラッドに埋め込まれた導波路構造とした。この導波路構造では、図１９と図２０の各特性を実現するＮＰＷＧのコア幅分布は、図２１に示すようになる。そのときのＮＰＷＧの等価屈折率の分布は、図２２に示すようになる。
＜実施例４＞
　波長領域［１５４９．６ｎｍ～１５５５．４ｎｍ］において、分散量Ｄ＝－１００ｐｓ／ｎｍ、分散に対する分散スロープの比ＲＤＳ＝０．００３４ｎｍ－１となる波長分散の補償を実現する分散補償デバイスを設計した。この分散補償デバイスの場合、長さ約１００ｋｍのＳ－ＳＭＦの波長分散を補償できる。
　図２３は、本実施例で作製した分散補償デバイスのＮＰＷＧのポテンシャル分布を表すグラフである。図中の横軸は、中心波長１５５０ｎｍで規格された場所を表す。このポテンシャルを用いると、図２４に示す群遅延特性と、図２５に示す反射率特性が得られる。両図には、設計に用いたスペクトルデータ（designed）と得られたスペクトルデータ（realized）が示されている。
　本実施例のＮＰＷＧを、高さｈ３＝６μｍ、比屈折率差Δ＝０．６％となるコアが、純石英ガラスからなるクラッドに埋め込まれた導波路構造とした。この導波路構造では、図２４と図２５の各特性を実現するＮＰＷＧのコア幅分布は、図２６に示すようになる。そのときのＮＰＷＧの等価屈折率の分布は、図２７に示すようになる。
＜実施例５＞
　波長領域［１５４８ｎｍ～１５５２ｎｍ］において、分散量Ｄ＝－３４０ｐｓ／ｎｍ、分散に対する分散スロープの比ＲＤＳ＝０．００３４ｎｍ－１となる波長分散の補償を実現する分散補償デバイスを設計した。本実施例の場合、最大分散量は約３４０ｐｓ／ｎｍ×４ｎｍ＝１３６０ｐｓであり、実施例４とほぼ同じである。本実施例では、分散を補償できる波長の帯域は、実施例４の４倍である。ただし、本実施例では、補償する帯域が大きくなるが、補償できるファイバの長さが短くなる。本実施例の場合は、長さ約２０ｋｍのＳ－ＳＭＦの波長分散を補償できる。
　図２８は、本実施例で作製した分散補償デバイスのＮＰＷＧのポテンシャル分布を表すグラフである。図中の横軸は、中心波長１５５０ｎｍで規格された場所を表す。このポテンシャルを用いると、図２９に示す群遅延特性と、図３０に示す反射率特性が得られる。両図には、設計に用いたスペクトルデータ（designed）と得られたスペクトルデータ（realized）が示されている。
　本実施例のＮＰＷＧを、高さｈ３＝６μｍ、比屈折率差Δ＝０．６％となるコアが、純石英ガラスからなるクラッドに埋め込まれた導波路構造とした。この導波路構造では、図２９と図３０の各特性を実現するＮＰＷＧのコア幅分布は、図３１に示すようになる。そのときの導波路の等価屈折率の分布は、図３２に示すようになる。
＜実施例６＞
　波長領域［１５４６ｎｍ～１５５４ｎｍ］において、分散量Ｄ＝－１７０ｐｓ／ｎｍ、分散に対する分散スロープの比ＲＤＳ＝０．００３４ｎｍ－１となる波長分散の補償を実現する分散補償デバイスを設計した。本実施例の場合、最大分散量は約１７０ｐｓ／ｎｍ×８ｎｍ＝１３６０ｐｓであり、実施例５とほぼ同じである。本実施例では、分散を補償できる波長の帯域は、実施例５の２倍である。ただし、本実施例では、補償する帯域が大きくなるが、補償できるファイバの長さが短くなる。本実施例の場合は、長さ約１０ｋｍのＳ－ＳＭＦの波長分散を補償できる。
　図３３は、本実施例で作製した分散補償デバイスのＮＰＷＧのポテンシャル分布を表すグラフである。図中の横軸は、中心波長１５５０ｎｍで規格された場所を表す。このポテンシャルを用いると、図３４に示す群遅延特性と、図３５に示す反射率特性が得られる。両図には、設計に用いたスペクトルデータ（designed）と得られたスペクトルデータ（realized）が示されている。
　本実施例のＮＰＷＧを、高さｈ３＝６μｍ、比屈折率差Δ＝０．６％となるコアが、純石英ガラスからなるクラッドに埋め込まれた導波路構造とした。この導波路構造では、図３４と図３５の各特性を実現するＮＰＷＧのコア幅分布は、図３６に示すようになる。そのときのＮＰＷＧの等価屈折率の分布は、図３７に示すようになる。
＜実施例７＞
　波長領域［１５４６ｎｍ～１５５４ｎｍ］において、分散量Ｄ＝－１７０ｐｓ／ｎｍを固定し、分散に対する分散スロープの比ＲＤＳが変わった場合に対応して、波長分散の補償を実現する分散補償デバイスを設計した。図３８は、ＲＤＳが０．００３４ｎｍ－１，０．０１ｎｍ－１，０．０２ｎｍ－１とした場合の群遅延特性を示す。図３８に示すように、ＲＤＳが変わった場合であっても、同様の郡遅延特性が観察された。
＜実施例８＞
　波長領域［１２９９．６ｎｍ～１３００．４ｎｍ］において、分散量Ｄ＝２００ｐｓ／ｎｍ、分散に対する分散スロープの比ＲＤＳ＝－０．０３ｎｍ－１となる波長分散の補償を実現する分散補償デバイスを設計した。本実施例の場合、長さ約１００ｋｍのＳ－ＳＭＦの波長分散を補償できる。
　図３９は、本実施例で作製した分散補償デバイスのＮＰＷＧのポテンシャル分布を表すグラフである。図中の横軸は、中心波長１５５０ｎｍで規格された場所を表す。このポテンシャルを用いると、図４０に示す群遅延特性と、図４１に示す反射率特性が得られる。両図には、設計に用いたスペクトルデータ（designed）と得られたスペクトルデータ（realized）が示されている。
　本実施例のＮＰＷＧを、高さｈ３＝６μｍ、比屈折率差Δ＝０．６％となるコアが、純石英ガラスからなるクラッドに埋め込まれた導波路構造とした。この導波路構造では、図４０と図４１の各特性を実現するＮＰＷＧのコア幅分布は、図４２に示すようになる。そのときのＮＰＷＧの等価屈折率の分布は、図４３に示すようになる。
＜実施例９＞
　波長領域［１４９９．６ｎｍ～１５００．４ｎｍ］において、分散量Ｄ＝－１４００ｐｓ／ｎｍ、分散に対する分散スロープの比ＲＤＳ＝０．００５ｎｍ－１となる波長分散の補償を実現する分散補償デバイスを設計した。本実施例の場合、長さ約１００ｋｍのＳ－ＳＭＦの波長分散を補償できる。
　図４４は、本実施例で作製した分散補償デバイスのＮＰＷＧのポテンシャル分布を表すグラフである。図中の横軸は、中心波長１５５０ｎｍで規格された場所を表す。このポテンシャルを用いると、図４５に示す群遅延特性と、図４６に示す反射率特性が得られる。両図には、設計に用いたスペクトルデータ（designed）と得られたスペクトルデータ（realized）が示されている。
　本実施例のＮＰＷＧを、高さｈ３＝６μｍ、比屈折率差Δ＝０．６％となるコアが、純石英ガラスからなるクラッドに埋め込まれた導波路構造とした。この導波路構造では、図４５と図４６の各特性を実現する導波路のコア幅分布は、図４７に示すようになる。そのときのＮＰＷＧの等価屈折率の分布は、図４８に示すようになる。
＜実施例１０＞
　波長領域［１５９９．６ｎｍ～１６００．４ｎｍ］において、分散量Ｄ＝－２０００ｐｓ／ｎｍ、分散に対する分散スロープの比ＲＤＳ＝０．００２５ｎｍ－１となる波長分散の補償を実現する分散補償デバイスを設計した。本実施例の場合、長さ約１００ｋｍのＳ－ＳＭＦの波長分散を補償できる。
　図４９は、本実施例で作製した分散補償デバイスのＮＰＷＧのポテンシャル分布を表すグラフである。図中の横軸は、中心波長１５５０ｎｍで規格された場所を表す。このポテンシャルを用いると、図５０に示す群遅延特性と、図５１に示す反射率特性が得られる。両図には、設計に用いたスペクトルデータ（designed）と得られたスペクトルデータ（realized）が示されている。
　本実施例のＮＰＷＧを、高さｈ３＝６μｍ、比屈折率差Δ＝０．６％となるコアが、純石英ガラスからなるクラッドに埋め込まれた導波路構造とした。この導波路構造では、図５０と図５１の各特性を実現するＮＰＷＧのコア幅分布は、図５２に示すようになる。そのときのＮＰＷＧの等価屈折率の分布は、図５３に示すようになる。
＜実施例１１＞
　波長領域［１５３０ｎｍ、１５６５ｎｍ］において、補償する利得の波長依存性が２０ｄＢとなる利得等化器を設計した。利得の形状はｓｉｎ波形状とした。図５６に、設計に用いたスペクトルデータ（designed）を示す。
　本実施例のＮＰＷＧを、高さｈ３＝６μｍ、比屈折率差Δ＝０．６％となるコアが、石英ガラスからなるクラッドに埋め込まれた構造とした。この導波路構造では、ＮＰＷＧのコア幅分布が、図５７に示すように、光伝搬方向の中央部に、幅変化の大きな分布領域を有する。この幅分布を有するＮＰＷＧでは、図５６に示すスペクトルデータ（real）が得られた。
＜実施例１２＞
　波長領域［１５３０ｎｍ、１５６５ｎｍ］において、補償する利得の波長依存性が２０ｄＢとなる利得等化器を設計した。この際、利得の形状は実施１１と逆な形に仮定した。図５８に、設計に用いたスペクトルデータ（designed）を示す。
　本実施例のＮＰＷＧを、高さｈ３＝６μｍ、比屈折率差Δ＝０．６％となるコアが、石英ガラスからなるクラッドに埋め込まれた構造とした。この導波路構造では、ＮＰＷＧのコア幅分布が、図５９に示すように、光伝搬方向の中央部よりやや光の導入側に、幅変化の大きな分布領域を有する。この幅分布を有するＮＰＷＧでは、図５８に示すスペクトルデータ（real）が得られた。
　図５６，５８に示すように、本発明のＮＰＷＧを用いた実施例１１～１２の利得等化器によれば、利得の形状によらず、波長１５３０ｎｍ～１５６５ｎｍの利得の平坦化が図れることが確認された。
＜実施例１３＞
　波長領域［１５４５．５ｎｍ、１５５０．５ｎｍ］の信号のみを反射させるフィルターを設計した。図６０に、設計に用いたスペクトルデータ（designed）を示す。図６１は、このときの郡遅延特性を示す（designed）。図６１に示すように、郡遅延が平坦である（線形位相をもつ）。
　本実施例のＮＰＷＧを、高さｈ３＝６μｍ、比屈折率差Δ＝０．６％となるコアが、石英ガラスからなるクラッドに埋め込まれた導波路構造とした。この導波路構造では、図６０と図６１の各特性を実現するＮＰＷＧのコア幅分布は、図６２に示すようになる。この幅分布を有するＮＰＷＧでは、図６０に示すスペクトルデータ（real）と、図６１に示す郡遅延特性（real）が得られた。
＜実施例１４＞
　波長領域［１５４７ｎｍ、１５４９ｎｍ］と、波長領域［１５５１ｎｍ、１５５３ｎｍ］の２チャンネルの信号のみを反射させるフィルターバンクを設計した。図６３に、設計に用いたスペクトルデータ（designed）を示す。図６４は、このときの郡遅延特性を示す（designed）。郡遅延特性は、２チャンネルの郡遅延が１０ｐｓずれるように設計した。図６４に示すように、郡遅延がチャンネル内では平坦である（線形位相をもつ）。
　本実施例のＮＰＷＧを、高さｈ３＝６μｍ、比屈折率差Δ＝０．６％となるコアが、石英ガラスからなるクラッドに埋め込まれた導波路構造とした。この導波路構造では、図６３と図６４の各特性を実現するＮＰＷＧのコア幅分布は、図６５に示すようになる。本実施例では、設計時にチャンネル間の郡遅延をずらしたことにより、導波路の反射中心が異なる位置となる。そのため、図６５に示すように、コアの幅が大きく変化する領域が、互いにずれるようになる。これは、反射中心が一箇所に集中することを避け、コアの幅の変化率が大きくなることを防いでいる。この幅分布を有するＮＰＷＧでは、図６３に示すスペクトルデータ（real）と、図６４に示す郡遅延特性（real）が得られた。
＜実施例１５＞
　波長領域［１５４０．５ｎｍ、１５５９．５ｎｍ］の間に、通過帯域が１ｎｍとなる１０チャンネルの信号のみを反射させるフィルターバンクを設計した。この際、チャンネル間の間隔が１ｎｍとした。図６６に、設計に用いたスペクトルデータ（designed）を示す。図６７は、このときの郡遅延特性を示す（designed）。郡遅延特性は、１０チャンネルの郡遅延が５ｐｓずれるように設計した。図６７に示すように、郡遅延がチャンネル内では平坦である（線形位相をもつ）。
　本実施例のＮＰＷＧを、高さｈ３＝６μｍ、比屈折率差Δ＝０．６％となるコアが、石英ガラスからなるクラッドに埋め込まれた導波路構造とした。この導波路構造では、図６６と図６７の各特性を実現するＮＰＷＧのコア幅分布は、図６８に示すようになる。本実施例では、設計時にチャンネル間の郡遅延をずらしたことにより、導波路の反射中心が異なる位置となる。そのため、図６８に示すように、コアの幅が大きく変化する領域が、互いにずれるようになる。これは、反射中心が一箇所に集中することを避け、コアの幅の変化率が大きくなることを防いでいる。この幅分布を有するＮＰＷＧでは、図６６に示すスペクトルデータ（real）と、図６７に示す郡遅延特性（real）が得られた。
　図６０～６１、図６３～６４、図６６～６７にそれぞれ示すように、本発明のＮＰＷＧを用いた実施例１３～１５のフィルターによれば、広い帯域で複数のチャンネルのフィルタリングを、用意に行なえるのが確認された。
　本発明の光導波体は、クラッドと、このクラッドに埋め込まれたコアとを備え、前記コアの物理的寸法を変えることにより、このコアの等価屈折率が、光伝搬方向にわたって、不均一に変化している。

Claims (17)

  1. 　クラッドと、このクラッドに埋め込まれたコアとを備え、
    　前記コアの物理的寸法を変えることにより、このコアの等価屈折率が、光伝搬方向にわたって、不均一に変化している
    ことを特徴とする光導波体。
  2. 　前記コアの幅が、前記光伝搬方向にわたって不均一に分布している
    　ことを特徴とする請求項１に記載の光導波体。
  3. 　前記コアの幅が、前記コアの中心から前記コアの幅方向の両側が対称となるように、前記光伝搬方向にわたって不均一に分布している
    　ことを特徴とする請求項２に記載の光導波体。
  4. 　前記コアの幅が、前記コアの中心から前記コアの幅方向の両側が非対称となるように、前記光伝搬方向にわたって不均一に分布している
    　ことを特徴とする請求項２に記載の光導波体。
  5. 　前記コアの幅が、前記コアの中心から前記コアの幅方向の両側のうち、一方の側のみが前記光伝搬方向にわたって不均一に分布している
    　ことを特徴とする請求項２に記載の光導波体。
  6. 　前記コアが、直線状に設けられている
    　ことを特徴とする請求項１に記載の光導波体。
  7. 　前記コアが、蛇行状に設けられている
    　ことを特徴とする請求項１に記載の光導波体。
  8. 　前記光伝搬方向にわたる前記コアの等価屈折率分布が、
    　Ｚａｋｈａｒｏｖ－Ｓｈａｂａｔ方程式を用いて、反射係数のスペクトルデータからポテンシャル関数を数値的に導く逆散乱問題として解き；
    　この逆散乱問題で得られた値から、所望の反射スペクトルを実現するためのポテンシャルを推測する設計法で設計されている；
    　ことを特徴とする請求項１に記載の光導波体。
  9. 　前記光伝搬方向にわたる前記コアの前記等価屈折率分布が、
    　前記光導波体の前方及び後方に伝搬する電力波の振幅なる変数を導入した波動方程式を用いて、前記光導波体の等価屈折率の対数の微分から導かれるポテンシャルを有するＺａｋｈａｒｏｖ－Ｓｈａｂａｔ方程式に帰着させ、反射係数のスペクトルデータからポテンシャル関数を数値的に導く逆散乱問題として解き；
    　この逆散乱問題で得られた値から、所望の反射スペクトルを実現するためのポテンシャルを推測し；
    　このポテンシャルに基づいて等価屈折率を求め；
    　予め求められた、所定の前記コアの厚さと、前記等価屈折率と、前記コアの寸法と、の関係から、前記光導波体の光伝搬方向にわたる前記コアの幅分布を算出して設計されている；
    ことを特徴とする請求項８に記載の光導波体。
  10. 　請求項１に記載の光導波体を備えた光デバイスであって、
    　前記光導波体の一端が透過端で、かつ前記光導波体の他端が反射端であり；
    　前記透過端が無反射終端で終端され；
    　前記反射端でサーキュレータ又は方向性結合器を介して光出力が取り出される；
    ことを特徴とする光デバイス。
  11. 　前記光デバイスが光導波路型波長分散補償デバイスである
    　ことを特徴とする請求項１０に記載の光デバイス。
  12. 　前記光導波体は、中心波長λｃが１２８０ｎｍ≦λｃ≦１３２０ｎｍ及び１４９０ｎｍ≦λｃ≦１６１３ｎｍの範囲、動作帯域ΔＢＷが０．１ｎｍ≦ΔＢＷ≦４０ｎｍの範囲にて、
    　分散Ｄが－１５００ｐｓ／ｎｍ≦Ｄ≦２０００ｐｓ／ｎｍの範囲、分散に対する分散スロープの比ＲＤＳが－０．１ｎｍ－１≦ＲＤＳ≦０．１ｎｍ－１の範囲の特性を有する
    　ことを特徴とする請求項１１に記載の光デバイス。
  13. 　前記光デバイスが利得等化器である
    　ことを特徴とする請求項１０に記載の光デバイス。
  14. 　前記光デバイスがフィルターである
    　ことを特徴とする請求項１０に記載の光デバイス。
  15. 　前記光導波体が複数のチャンネルに分れ、
    　前記各チャンネルで所望の波長帯域の光が反射される
    　ことを特徴とする請求項１４に記載の光デバイス。
  16. 　前記各チャンネル間で郡遅延が異なっている
    　ことを特徴とする請求項１５に記載の光デバイス。
  17. 　光導波体の下クラッド層を設ける工程と；
    　次いで、前記下クラッド層上に、この下クラッド層よりも屈折率の大きいコア層を設ける工程と；
    　次いで、前記コア層に、コアの等価屈折率が光伝搬方向にわたって不均一に変化するように設計された所定のコア形状を残す一方、それ以外の部分を除去する加工を施してコアを形成する工程と；
    　次いで、前記コアを覆う上クラッドを設ける工程と；
    　を有し、請求項１に記載の光導波体を製造することを特徴とする光導波体の製造方法。
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