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JP3608571B2 - Array waveguide grating, demultiplexing device, and multiplexing device - Google Patents
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Array waveguide grating, demultiplexing device, and multiplexing device Download PDF

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Description

本発明はスラブ導波路を備えたアレイ導波路格子、分波装置および合波装置に係わり、特に光の入出力特性を所望のものに設定できるようにしたアレイ導波路格子、分波装置および合波装置に関する。   The present invention relates to an arrayed waveguide grating, a demultiplexing device, and a multiplexing device including a slab waveguide, and in particular, an arrayed waveguide grating, a demultiplexing device, and a multiplexing device capable of setting light input / output characteristics to a desired one. Wave device.

伝送するデータの大容量化と共に、光ファイバ光通信システムで更なる伝送容量の拡大が望まれている。このために、たとえば高密度波長分割多重通信方式(Dense Wavelength Division Multiplexing:DWDM)を使用した際の、それぞれの波長を分割したり統合するための合分波デバイスとして、光波長フィルタの重要性がますます高まっている。   Along with the increase in capacity of data to be transmitted, further expansion of transmission capacity is desired in an optical fiber optical communication system. For this reason, for example, when using a high-density wavelength division multiplexing (Dense) wavelength division multiplexing (DWDM), the importance of an optical wavelength filter as a multiplexing / demultiplexing device for dividing or integrating each wavelength is important. Increasingly.

光波長フィルタはさまざまな形態のものがある。中でもアレイ導波路格子(AWG:arrayed waveguide grating)は、波長特性が狭帯域で高消光比であり、また多入力多出力のフィルタデバイスとしての特徴も持っている。このため、多重化された信号の分離やその逆の動作を行わせることが可能であり、容易に波長合分波デバイスを構成することができるという利点がある。アレイ導波路格子にスラブ導波路を使用することは従来提案されている(たとえば特許文献1参照)。また、光の一般的な合波あるいは分波を行う技術も従来提案されている(たとえば特許文献2参照)。   There are various types of optical wavelength filters. Among them, an arrayed waveguide grating (AWG) has a narrow wavelength characteristic and a high extinction ratio, and also has characteristics as a multi-input multi-output filter device. For this reason, it is possible to separate multiplexed signals and vice versa, and there is an advantage that a wavelength multiplexing / demultiplexing device can be easily configured. The use of a slab waveguide as an arrayed waveguide grating has been proposed in the past (see, for example, Patent Document 1). In addition, a technique for performing general multiplexing or demultiplexing of light has been conventionally proposed (for example, see Patent Document 2).

図24は、従来のアレイ導波路格子の全体的な構成を表わしたものである。アレイ導波路格子11は、基板12上に形成された1本または複数の入力導波路13と、複数からなる出力導波路14と、異なった曲率でそれぞれ一定方向に曲がったチャネル導波路アレイ15と、入力導波路13とチャネル導波路アレイ15を接続する入力スラブ導波路16と、チャネル導波路アレイ15と出力導波路14を接続する出力スラブ導波路17とによって構成されている。入力導波路13から入射した多重信号光は、入力スラブ導波路16によってその進路を広げる。そしてチャネル導波路アレイ15にそれぞれ等位相で入射する。   FIG. 24 shows the overall configuration of a conventional arrayed waveguide grating. The arrayed waveguide grating 11 includes one or a plurality of input waveguides 13 formed on a substrate 12, a plurality of output waveguides 14, and a channel waveguide array 15 bent in a certain direction with different curvatures. The input slab waveguide 16 that connects the input waveguide 13 and the channel waveguide array 15, and the output slab waveguide 17 that connects the channel waveguide array 15 and the output waveguide 14. The multiple signal light incident from the input waveguide 13 has its path expanded by the input slab waveguide 16. Then, the light is incident on the channel waveguide array 15 with the same phase.

チャネル導波路アレイ15では、これを構成する各アレイ導波路の間に一定の光路長差が設けられていて、光路長が順次長く、あるいは短くなるように設定されている。したがって、それぞれのアレイ導波路を導波する光には一定間隔ずつの位相差が付けられて出力スラブ導波路17に到達するようになっている。実際には波長分散があるので、波長によってその等位相面が傾く。この結果、波長によって出力スラブ導波路17と出力導波路14の界面上の異なった位置に光が結像(集光)する。波長に対応したそれぞれの位置に出力導波路14が配置されているので、出力導波路14からは任意の波長成分を取り出すことが可能になる。   In the channel waveguide array 15, a certain optical path length difference is provided between the arrayed waveguides constituting the channel waveguide array 15, and the optical path length is set to be sequentially longer or shorter. Accordingly, the light guided through the respective arrayed waveguides is given a phase difference of a predetermined interval and reaches the output slab waveguide 17. Since there is actually chromatic dispersion, the equiphase surface is inclined depending on the wavelength. As a result, light is focused (condensed) at different positions on the interface between the output slab waveguide 17 and the output waveguide 14 depending on the wavelength. Since the output waveguide 14 is disposed at each position corresponding to the wavelength, it is possible to extract an arbitrary wavelength component from the output waveguide 14.

ところで従来の図24に示したようなアレイ導波路格子では、出力スラブ導波路17に着目してみると、チャネル導波路アレイ15からスラブ導波路内に送出された光が出力側に配置された複数の出力導波路に到達する。このとき出力導波路の中央部ほど光の強度が強く、周辺部の出力導波路に向かうほど光の強度が弱まる。   Incidentally, in the conventional arrayed waveguide grating as shown in FIG. 24, when attention is paid to the output slab waveguide 17, the light transmitted from the channel waveguide array 15 into the slab waveguide is arranged on the output side. Reach multiple output waveguides. At this time, the light intensity becomes stronger toward the center of the output waveguide, and the light intensity becomes weaker toward the output waveguide in the peripheral area.

そこで従来から、光レベルの均一化を図り、受信光レベルを均一化するための提案が行われている。たとえば受光後の各信号のレベルを調整するために、損失差補償用の抵抗器をそれぞれの出力側伝送路に個別に用意してアッテネータを構成するといった試みがそれである。   Therefore, conventionally, proposals have been made for making the light level uniform and making the received light level uniform. For example, in order to adjust the level of each signal after light reception, an attempt is made to construct an attenuator by individually preparing a resistor for loss difference compensation in each output-side transmission line.

なお、複数のポートを備えた光導波路と光ファイバ配列体を備えた装置で、これらポートと光ファイバ配列体を構成するそれぞれの光ファイバの光軸のずれを設定して、光導波路のポート間の伝送損失を所望の値に設定するといった提案も行われている(たとえば特許文献3参照)。   It should be noted that, in an apparatus including an optical waveguide having a plurality of ports and an optical fiber array, the optical axis deviation of each optical fiber constituting the ports and the optical fiber array is set, so A proposal has also been made to set the transmission loss to a desired value (see, for example, Patent Document 3).

特開平7−63934号公報(第0013段落、図1)Japanese Patent Laid-Open No. 7-63934 (paragraph 0013, FIG. 1) 特開平7−49430号公報(第0026段落、図3)Japanese Patent Laid-Open No. 7-49430 (paragraph 0026, FIG. 3) 特開2000−98177号公報(第0013段落、図1)JP 2000-98177 A (paragraph 0013, FIG. 1)

しかしながらこのような手法を採用すると、チャネル間で受信信号の信号レベル数の増加に連れて異なった抵抗値の抵抗器を数多く揃える必要がある。しかも、抵抗器は温度によって抵抗値が変動する。したがって、抵抗器の温度調整回路を使用することが不可欠となっている。このため、従来の損失差補償用の抵抗器が付加されたアレイ導波路格子はコスト的にもスペース的にも実用的ではないという問題があった。   However, when such a technique is adopted, it is necessary to prepare a large number of resistors having different resistance values as the number of signal levels of received signals increases between channels. Moreover, the resistance value of the resistor varies depending on the temperature. Therefore, it is essential to use a resistor temperature adjustment circuit. For this reason, there is a problem that the conventional arrayed waveguide grating to which the resistor for compensating for the loss difference is added is not practical in terms of cost and space.

特に、高次回折光を使用してモニタ信号を取り出すようにしたアレイ導波路格子では、モニタ信号用の導波路がチャネル導波路アレイから出射される光の光軸から離れた位置に配置される関係で受光レベルに大きな差が生じることが多い。このため、受光前あるいは受光後に損失を補償するような装置構造が不可欠とされていた。   In particular, in an arrayed waveguide grating in which monitor signals are extracted using high-order diffracted light, the monitor signal waveguide is disposed at a position away from the optical axis of light emitted from the channel waveguide array. In many cases, a large difference occurs in the light receiving level. For this reason, an apparatus structure that compensates for loss before or after light reception has been indispensable.

なお、前記した複数のポートを備えた光導波路と光ファイバ配列体を備えた装置で、これらポートと光ファイバ配列体を構成するそれぞれの光ファイバの光軸のずれを設定して、光導波路のポート間の伝送損失を所望の値に設定する手法では、前記した外付けのアッテネータが不要であるが、光軸の微妙な調整が必要となり、歩留まりやコストの面で問題があった。   It should be noted that, in the apparatus having the optical waveguide having the plurality of ports and the optical fiber array, the optical axis shift of each optical fiber constituting the ports and the optical fiber array is set, and the optical waveguide In the method of setting the transmission loss between ports to a desired value, the above-described external attenuator is unnecessary, but fine adjustment of the optical axis is necessary, and there is a problem in terms of yield and cost.

以上、アレイ導波路格子について説明したが、アレイ導波路格子を使用して光を分波する分波装置および合波する合波装置ならびにアレイ導波路格子あるいは分波装置または合波装置を使用した光通信システムについても同様に装置が複雑化したり大型化したり、コストダウンを図りにくいといった問題があった。   Although the array waveguide grating has been described above, a demultiplexing device for demultiplexing light using the arrayed waveguide grating, a multiplexing device for multiplexing, and an arrayed waveguide grating or demultiplexing device or multiplexing device were used. Similarly, the optical communication system has a problem that the apparatus becomes complicated and large, and it is difficult to reduce the cost.

そこで本発明の目的は、損失差を補償する回路部品や高精度の部品取付作業を必要とせずに各導波路から出力される信号レベルを調整することができるアレイ導波路格子、分波装置および合波装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an arrayed waveguide grating, a demultiplexing device, and a device capable of adjusting the signal level output from each waveguide without the need for circuit components for compensating for the loss difference or high-precision component mounting work. It is to provide a multiplexing device.

本発明のアレイ導波路格子では、(イ)光信号を入力しうる1以上の入力導波路と、(ロ)所定の光路長差が設けられたチャネル導波路アレイと、(ハ)このチャネル導波路アレイと入力導波路を接続する入力スラブ導波路と、(ニ)チャネル導波路アレイの入力スラブ導波路が接続されたのと反対側に接続され、入力導波路から入力スラブ導波路とチャネル導波路アレイを通り光信号を入力する出力スラブ導波路と、(ホ)光信号を出力しうる複数の出力導波路と、(ヘ)この出力導波路と出力スラブ導波路の接続箇所に設けられ、出力スラブ導波路のコア層に挿入されたクラッド層からなる損失調整手段とをアレイ導波路格子に具備させるIn the arrayed waveguide grating of the present invention, (b) one or more input waveguides through which an optical signal can be input, (b) a channel waveguide array provided with a predetermined optical path length difference, and (c) the channel waveguide. An input slab waveguide connecting the waveguide array and the input waveguide; (d) connected to the opposite side of the channel slab waveguide where the input slab waveguide is connected; An output slab waveguide that inputs an optical signal through the waveguide array; (e) a plurality of output waveguides that can output an optical signal; and (f) provided at a connection point between the output waveguide and the output slab waveguide, The arrayed waveguide grating is provided with a loss adjusting means composed of a cladding layer inserted into the core layer of the output slab waveguide .

この発明では、出力導波路と出力スラブ導波路の接続箇所に、出力スラブ導波路のコア層に挿入されたクラッド層からなる損失調整手段を備えていることで、損失差を補償する回路部品や高精度の部品取付作業を必要とせずに信号レベルを調整することができる。 In the present invention, a loss adjusting means comprising a cladding layer inserted into the core layer of the output slab waveguide is provided at the connection portion between the output waveguide and the output slab waveguide, so that the circuit component for compensating for the loss difference, The signal level can be adjusted without requiring high-precision component mounting work.

本発明の分波装置は、上記に記載のアレイ導波路格子を備えていることを特徴としている。よって、本発明の分波装置では、分波された後の各波長ごとのレベルを所望の値となるように設定することができる。   The branching device of the present invention includes the above-described arrayed waveguide grating. Therefore, in the demultiplexing device of the present invention, the level for each wavelength after demultiplexing can be set to a desired value.

本発明の合波装置は、上記に記載のアレイ導波路格子を備え、複数の波長の光信号を合波することを特徴としている。よって、本発明の合波装置では、合波された後の各波長ごとのレベルを所望の値となるように設定することができる。   A multiplexing device of the present invention includes the arrayed waveguide grating described above, and multiplexes optical signals having a plurality of wavelengths. Therefore, in the multiplexing device of the present invention, the level for each wavelength after being multiplexed can be set to a desired value.

以上説明したように本発明では、出力導波路と出力スラブ導波路の接続箇所に、出力スラブ導波路のコア層に挿入されたクラッド層からなる損失調整手段を備えているので、アレイ導波路格子の外部にアッテネータや増幅器を配置することなく、また高精度の部品取付作業を必要とすることなく、入出力特性を変化させたり、出力特性の平坦化を図ることができる。また、信頼性の向上およびコストダウンを図ることもできる。 As described above, in the present invention, since the loss adjusting means including the cladding layer inserted into the core layer of the output slab waveguide is provided at the connection portion between the output waveguide and the output slab waveguide, the arrayed waveguide grating The input / output characteristics can be changed and the output characteristics can be flattened without disposing an attenuator or an amplifier outside the panel, and without requiring a high-precision component mounting operation. In addition, the reliability can be improved and the cost can be reduced.

以下実施例につき本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.

≪第1の実施例≫   << First Example >>

図1は本発明の第1の実施例におけるアレイ導波路格子の出力スラブ導波路を表わしたものである。なお、本実施例のアレイ導波路格子の基本的な構成は図24に示したものと同じである。出力スラブ導波路101は、その入力側の端部にチャネル導波路アレイ102を接続し、ここから光を出力スラブ導波路101の内部に送出するようになっている。出力スラブ導波路101におけるチャネル導波路アレイ102の接続箇所と対向する位置には、図24に示した出力導波路14に相当する出力導波路105を構成する各導波路104の一端が接続されている。チャネル導波路アレイ102から出力スラブ導波路101の内部に送出された光は、出力導波路105を伝搬されるようになっている。   FIG. 1 shows an output slab waveguide of an arrayed waveguide grating in the first embodiment of the present invention. The basic configuration of the arrayed waveguide grating of this embodiment is the same as that shown in FIG. The output slab waveguide 101 is connected to a channel waveguide array 102 at the input side end portion, and light is transmitted from the output slab waveguide 101 to the inside of the output slab waveguide 101. One end of each of the waveguides 104 constituting the output waveguide 105 corresponding to the output waveguide 14 shown in FIG. 24 is connected to the output slab waveguide 101 at a position facing the connection portion of the channel waveguide array 102. Yes. Light transmitted from the channel waveguide array 102 into the output slab waveguide 101 is propagated through the output waveguide 105.

図2は、この出力スラブ導波路の出力側の一部を拡大して示したものである。本実施例の出力スラブ導波路101の出力導波路105は、到達する光の強度を補償された補償導波路104m〜104m+nと、光の強度を補償されていない非補償導波路104k〜104k+nとに分けられている。補償導波路104m〜104m+nの方は光の信号レベルの補償が行われるようになっており、モニタ用の導波路にも使用される。非補償導波路104k〜104k+nの方は、補償による信号レベルの低下が好ましくない用途に一般的に使用される。もちろん、出力導波路105のすべての導波路104が補償導波路を構成するものであってもよい。 FIG. 2 is an enlarged view of a part of the output side of the output slab waveguide. The output waveguide 105 of the output slab waveguide 101 of the present embodiment includes the compensation waveguides 104 m to 104 m + n in which the intensity of the reaching light is compensated, and the non-compensation waveguide 104 in which the intensity of the light is not compensated. k to 104 k + n . The compensation waveguides 104 m to 104 m + n are adapted to compensate for the signal level of light, and are also used for monitoring waveguides. The uncompensated waveguides 104 k to 104 k + n are generally used for applications in which signal level reduction due to compensation is not desirable. Of course, all the waveguides 104 of the output waveguide 105 may constitute a compensation waveguide.

出力スラブ導波路101の内部にはチャネル導波路アレイ102から送出された光を伝搬するコア層111が出力導波路105の接続箇所まで配置されており、これを上下両方向(紙面と垂直方向)から挟むようにクラッド層112が挟んでおり、光をコア層111内に封じ込めている。しかしながら、本実施例のアレイ導波路格子を構成する出力スラブ導波路101の場合には、補償導波路104m〜104m+nに対応する箇所のコア層111がそれらの光路113の一部で切断されており、切断箇所にはクラッド層112が配置されている。 Inside the output slab waveguide 101, a core layer 111 for propagating light transmitted from the channel waveguide array 102 is disposed up to the connection portion of the output waveguide 105, and this is viewed from both the upper and lower directions (perpendicular to the paper surface). A clad layer 112 is sandwiched so as to sandwich light, and light is confined in the core layer 111. However, in the case of the output slab waveguide 101 constituting the arrayed waveguide grating of the present embodiment, the core layer 111 at a position corresponding to the compensation waveguides 104 m to 104 m + n is a part of the optical path 113. The clad layer 112 is disposed at the cut portion.

図3および図4は、図2に示した2つの光路でコア層の切断箇所をそれぞれ示したものである。これらの図は共に図2に示した出力スラブ導波路101を紙面に垂直にかつ光路113m+nあるいは光路113m+1に沿って切断したものである。コア層111の途中を一部切断していない状態で考えると、図3に示した補償導波路104m+nに至る光路113m+nの方が、図4に示した補償導波路104m+1に至る光路113m+1よりも図1に示したチャネル導波路アレイ102から送られてくる光の強度が強い。このような光の強度レベルの平坦化を本実施例ではコア層111の切断長Lm+n、Lm+1の長短で調整している。 3 and 4 show the cut portions of the core layer in the two optical paths shown in FIG. These drawings are both obtained by cutting the output slab waveguide 101 shown in FIG. 2 along the optical path 113 m + n or the optical path 113 m + 1 perpendicular to the paper surface. Considering a state in which a part of the core layer 111 is not cut, the optical path 113 m + n reaching the compensation waveguide 104 m + n shown in FIG. 3 is more compensated for the compensation waveguide 104 m shown in FIG. The intensity of light transmitted from the channel waveguide array 102 shown in FIG. 1 is stronger than the optical path 113 m + 1 reaching +1 . In this embodiment, such flattening of the light intensity level is adjusted by the lengths of the cutting lengths L m + n and L m + 1 of the core layer 111.

すなわち図3に示した光路113m+nの場合には、切断長Lm+nが比較的短くなっており、入力側のコア層111INから切断箇所で放出された光のかなりの部分は出力側のコア層111OUTに入射して補償導波路104m+nに到達する。これに対して、図4に示した光路113m+1の場合には、切断長Lm+1が比較的長くなっており、入力側のコア層111INから切断箇所で放出された光の多くの部分は出力側のコア層111OUTに入射しない。このため補償導波路104m+1に到達する光の強度は大きく減少する。 That is, in the case of the optical path 113 m + n shown in FIG. 3, the cutting length L m + n is relatively short, and a considerable part of the light emitted from the core layer 111 IN on the input side at the cutting point is The light enters the core layer 111 OUT on the output side and reaches the compensation waveguide 104 m + n . On the other hand, in the case of the optical path 113 m + 1 shown in FIG. 4, the cutting length L m + 1 is relatively long, and the light emitted from the core layer 111 IN on the input side at the cutting position is relatively long. Many portions do not enter the core layer 111 OUT on the output side. For this reason, the intensity of the light reaching the compensation waveguide 104 m + 1 is greatly reduced.

したがって、図2に示した各補償導波路104m〜104m+nにおけるコア層111が欠如していない場合の光の強度を測定または理論で求めておき、これらが平坦化されるようにこれらの途中の光路113をそれぞれ実験または理論で求めた長さで一部切断するようにすればよい。コア層111の必要箇所の切断は、たとえばウエットあるいはドライエッチングによって実現することができる。 Therefore, the intensity of light when the core layer 111 is not absent in each of the compensation waveguides 104 m to 104 m + n shown in FIG. 2 is obtained by measurement or theory, and these are flattened so that they are flattened. It is only necessary to partially cut the optical path 113 in the middle with a length obtained by experiment or theory. Cutting of a necessary portion of the core layer 111 can be realized by, for example, wet or dry etching.

図5は、本実施例におけるコア層の切断長とこれによる光の損失の増加量の関係を表わしたものである。コア層111を切断した部分の長さが長いほど、導波路104に至る光の損失が増加し、減衰して到達することが分かる。アレイ導波路格子あるいはこれを使用した分波装置、合波装置あるいは光通信システムによっては必ずしもフラットな信号特性を要求しない場合がある。たとえば、補償導波路104m〜104m+nの出力側に配置された図示しない増幅器の出力特性が平坦でないような場合には、これらとの総合で出力特性を設計する必要がある。そこで、実際には必要とされる出力特性に合わせて補償導波路104m〜104m+n側で得られる光の強度を補償することになる。 FIG. 5 shows the relationship between the cut length of the core layer and the amount of increase in light loss due to this. It can be seen that the longer the length of the portion where the core layer 111 is cut, the more the loss of light reaching the waveguide 104 increases and reaches it after attenuation. Depending on the arrayed waveguide grating or the demultiplexing device, multiplexing device, or optical communication system using the same, there may be cases where flat signal characteristics are not always required. For example, when the output characteristics of an amplifier (not shown) arranged on the output side of the compensation waveguides 104 m to 104 m + n are not flat, it is necessary to design the output characteristics together with these. Therefore, in practice, the intensity of light obtained on the compensation waveguides 104 m to 104 m + n side is compensated according to the required output characteristics.

≪第2の実施例≫   << Second embodiment >>

図6は本発明の第2の実施例におけるアレイ導波路格子のスラブ導波路部分の出力側周辺の一部を拡大して示したものである。なお、本実施例のアレイ導波路格子の基本的な構成も図24に示したものと同じである。出力スラブ導波路131は、その入力側の端部にチャネル導波路アレイ102を接続し、ここから光を入力スラブ導波路101の内部に送出するようになっている。送出された光は、それぞれの出力ポート側焦点位置Pm+n、Pm+n-1、Pm+n-2、……の位置で位相を合わせ、それぞれ焦点を結ぶようになっている。そして、出力ポート側焦点位置Pm+n、Pm+n-1、Pm+n-2、……に焦点を結んだ光が、図24に示した出力導波路14に相当するチャネル導波路を構成する各補償導波路132m+n、132m+n-1、132m+n-2、……を伝搬されるようになっている。 FIG. 6 is an enlarged view of a portion around the output side of the slab waveguide portion of the arrayed waveguide grating in the second embodiment of the present invention. The basic configuration of the arrayed waveguide grating of this embodiment is the same as that shown in FIG. The output slab waveguide 131 is connected to the channel waveguide array 102 at the input side end, and light is transmitted from the input slab waveguide 101 to the inside of the input slab waveguide 101. The transmitted light is focused at the respective output port side focal positions Pm + n , Pm + n-1 , Pm + n-2 ,... . Then, the light focused on the output port side focal positions P m + n , P m + n−1 , P m + n− 2 ,... Is channel guided corresponding to the output waveguide 14 shown in FIG. Each of the compensating waveguides 132 m + n , 132 m + n−1 , 132 m + n−2 ,... Constituting the waveguide is propagated.

第1の実施例のアレイ導波路格子と異なる点は、出力スラブ導波路131の図示しないコア層が光路の途中で切断されていないことと、補償導波路132m+n、132m+n-1、132m+n-2、……の一部または全部の中心軸の延長線が、これらに対応する出力導波路側焦点位置Pm+n、Pm+n-1、Pm+n-2、……と一致せず、いわゆる軸ずれ状態となっていることである。なお、本実施例では軸ずれの状態がわかりやすいように多少誇張して図示している。 The difference from the arrayed waveguide grating of the first embodiment is that the core layer (not shown) of the output slab waveguide 131 is not cut in the middle of the optical path, and that the compensation waveguides 132 m + n and 132 m + n− 1 , 132 m + n-2 ,..., Part or all of the extension lines of the central axes correspond to the output waveguide side focal positions P m + n , P m + n−1 , P m + n corresponding thereto. -2 does not agree with ......, but is in a so-called off-axis state. In the present embodiment, the state of the axis deviation is exaggerated for easy understanding.

図7および図8は、出力スラブ導波路の比較的周辺部に配置された出力補償を行っていない補償導波路とわずかに出力補償を行ったこれに隣接する補償導波路の2つの場合における光の伝搬の状態を図解したものである。図7に示した補償導波路132m+nの場合には、光を減衰させるための補正を行っていない。この状態では通常の出力スラブ導波路における各入力ポートとチャネル導波路アレイの位置関係と全く等しく、補償導波路132m+nの中心軸141m+nの延長線は出力導波路側焦点位置Pm+nの位置と一致している。すなわち、この場合には軸ずれが生じていない。この図7に示した状態では、出力導波路側焦点位置Pm+nの位置で焦点を結んだガウシアン形状の強度分布の光は、補償導波路132m+nと良好にマッチングしてその内部を矢印142で示した出力側に伝搬する。 FIGS. 7 and 8 show the light in two cases: a compensation waveguide which is arranged relatively in the periphery of the output slab waveguide and which is not compensated for power, and a compensation waveguide which is slightly compensated for output. The state of propagation of is illustrated. In the case of the compensation waveguide 132 m + n shown in FIG. 7, correction for attenuating light is not performed. In this state, the positional relationship between each input port and the channel waveguide array in the normal output slab waveguide is exactly the same, and the extension line of the central axis 141 m + n of the compensation waveguide 132 m + n is the output waveguide side focal position P. It matches the position of m + n . That is, in this case, no axis deviation occurs. In the state shown in FIG. 7, the Gaussian intensity distribution light focused at the output waveguide-side focal position P m + n matches well with the compensation waveguide 132 m + n, and the inside thereof. Is propagated to the output side indicated by the arrow 142.

一方、図8に示したこれに隣接した補償導波路132m+n-1の場合には、対応する出力導波路側焦点位置Pm+n-1に対して中心軸141m+n-1がわずかな距離dm+n-1だけずれている。この軸ずれによって、出力導波路側焦点位置Pm+n-1に焦点を結んだガウシアン形状の強度分布の光は、補償導波路132m+n-1を伝搬する際にわずかなミスマッチングを生じ、これによってロス(減衰)を発生させる。この結果、仮に出力導波路側焦点位置Pm+n-1に焦点を結んだ光の強度が出力導波路側焦点位置Pm+nのそれよりも大きくても、この軸ずれの値を適切に設定すれば、補償導波路132m+n-1を伝搬する光の強度を補償導波路132m+nを伝搬する光の強度と等しく設定することができる。このようにして、補償導波路132m+n、132m+n-1、132m+n-2、……のすべてで光の強度を等しくし、平坦な特性とすることができる。 On the other hand, in the case of the compensation waveguide 132 m + n-1 adjacent thereto as shown in FIG. 8, the central axis 141 with respect to the corresponding output waveguide side focal position P m + n-1 m + n-1 Is shifted by a slight distance d m + n−1 . Due to this misalignment, the Gaussian intensity distribution light focused on the output waveguide side focal position P m + n-1 undergoes a slight mismatch when propagating through the compensation waveguide 132 m + n-1. This causes loss (attenuation). As a result, even if the intensity of the light focused on the output waveguide side focal position P m + n-1 is larger than that of the output waveguide side focal position P m + n , the value of this axis deviation is appropriately set. Is set, the intensity of light propagating through the compensation waveguide 132 m + n−1 can be set equal to the intensity of light propagating through the compensation waveguide 132 m + n . In this way, the compensation waveguides 132 m + n , 132 m + n−1 , 132 m + n−2 ,... Can all have the same light intensity and have flat characteristics.

図9は、このような平坦な出力特性を得るための各出力ポートの軸ずれとこれにより得られる損失の関係を表わしたものである。先の第1の実施例と同様に、本実施例の場合にも出力側で平坦な特性を得るものに限定する必要はない。すなわち、アレイ導波路格子あるいはこれを使用した分波装置、合波装置あるいは光通信システムによっては必ずしもフラットな信号特性を要求しない場合がある。たとえば、補償導波路132m+n、132m+n-1、132m+n-2、……を経た図示しない最終的な出力側(図24の出力導波路14の後段)に配置された図示しない増幅器の出力特性が平坦でないような場合には、これらとの総合で出力特性を設計する必要がある。そこで、実際には必要とされる出力特性に合わせて補償導波路132m+n、132m+n-1、132m+n-2、……側で得られる光の強度を補償することになる。 FIG. 9 shows the relationship between the axial shift of each output port for obtaining such a flat output characteristic and the loss obtained thereby. Similar to the first embodiment, the present embodiment need not be limited to the one that obtains flat characteristics on the output side. That is, a flat signal characteristic may not necessarily be required depending on the arrayed waveguide grating or a demultiplexing device, a multiplexing device, or an optical communication system using the same. For example, it is arranged on the final output side (not shown) after the compensation waveguides 132 m + n , 132 m + n−1 , 132 m + n−2 ,. When the output characteristic of an amplifier (not shown) is not flat, it is necessary to design the output characteristic in combination with these. Therefore, in practice, the intensity of the light obtained on the compensating waveguides 132 m + n , 132 m + n−1 , 132 m + n−2 ,... Is compensated according to the required output characteristics. Become.

≪第3の実施例≫   << Third embodiment >>

図10は本発明の第3の実施例におけるアレイ導波路格子のスラブ導波路部分の要部を拡大して示したものである。本実施例のアレイ導波路格子の基本的な構成も図24に示したものと同じである。この第3の実施例の出力スラブ導波路161は、チャネル導波路アレイ102から送出される光をそれぞれの出力導波路側焦点位置Pm+n、Pm+n-1、Pm+n-2、……の位置で位相を合わせ、それぞれ焦点を結ぶようになっている。出力導波路側焦点位置Pm+n、Pm+n-1、Pm+n-2、……に対応して、図示しない出力導波路を構成する補償導波路162m+n、162m+n-1、162m+n-2、……が配置されている。これら補償導波路162m+n、162m+n-1、162m+n-2、……は、先の第2の実施例と異なりそれらの中心軸の延長線とチャネル導波路アレイ側焦点位置Pm+n、Pm+n-1、Pm+n-2、……の位置にずれはない。この代わりに、第3の実施例のアレイ導波路格子では、チャネル導波路アレイ102側の光送出箇所から送信される光とそれぞれの出力導波路側焦点位置Pm+n、Pm+n-1、Pm+n-2、……を結ぶ光路163m+n、163m+n-1、163m+n-2、……とそれぞれ対応する補償導波路162m+n、162m+n-1、162m+n-2、……の中心軸とのなす角度が光の強度の補償量に応じて異なっている。 FIG. 10 is an enlarged view of the main part of the slab waveguide portion of the arrayed waveguide grating according to the third embodiment of the present invention. The basic configuration of the arrayed waveguide grating of this embodiment is the same as that shown in FIG. The output slab waveguide 161 of the third embodiment transmits the light transmitted from the channel waveguide array 102 to the respective output waveguide side focal positions P m + n , P m + n−1 , P m + n−. The phase is adjusted at the positions of 2 ,. Corresponding to the output waveguide side focal positions P m + n , P m + n−1 , P m + n− 2 ,..., Compensation waveguides 162 m + n and 162 m constituting an output waveguide (not shown ). + n-1 , 162 m + n-2 ,... are arranged. Unlike the second embodiment, these compensation waveguides 162 m + n , 162 m + n−1 , 162 m + n− 2 ,... There is no deviation in the positions P m + n , P m + n-1 , P m + n-2 ,. Instead, in the arrayed waveguide grating of the third embodiment, the light transmitted from the light transmission point on the channel waveguide array 102 side and the output waveguide side focal positions P m + n , P m + n− 1, P m + n-2 , the optical path 163 m + n connecting ......, 163 m + n-1 , 163 m + n-2, the compensation waveguide 162 respectively ...... corresponding m + n, 162 m + The angles formed by the central axes of n−1 , 162 m + n−2 ,... differ depending on the compensation amount of light intensity.

図11は各出力ポートに至る光路と補償導波路の中心軸との関係を図解したものである。ここでは、先の第1および第2の実施例と同様に出力スラブ導波路161の入力側で比較的周辺部に位置する補償導波路162m+nに対しては損失がないような設定となっており、補償導波路162m+n-1、162m+n-2、……と中央部に近づくに連れて損失が多くなるものとして説明を行う。本実施例でチャネル導波路アレイと出力導波路側焦点位置Pm+nを結ぶ光路163m+nは、光路163m+nと補償導波路162m+nの中心軸165m+nとのなす角度をθm+nとするとこれは0度となる。すなわち、この場合には、光路163m+nと中心軸165m+nは一致し、出力導波路側焦点位置Pm+nの位置で焦点を結んだガウシアン形状の強度分布の光は、補償導波路165m+nと良好にマッチングしてその内部を出力側に伝搬し、結合効率は最もよい。 FIG. 11 illustrates the relationship between the optical path to each output port and the central axis of the compensation waveguide. Here, as in the first and second embodiments, the setting is made such that there is no loss with respect to the compensation waveguide 162 m + n positioned relatively at the periphery on the input side of the output slab waveguide 161. The compensation waveguides 162 m + n−1 , 162 m + n−2 ,... Are assumed to increase in loss as they approach the center. Optical path 163 m + n connecting the channel waveguide array output waveguide side focal position P m + n in the present embodiment, the optical path 163 m + n and the central axis 165 m + n of the compensation waveguide 162 m + n If the angle formed is θ m + n , this is 0 degrees. That is, in this case, the light path 163 m + n and the center axis 165 m + n coincide with each other, and the Gaussian-shaped intensity distribution light focused at the output waveguide side focal position P m + n is compensated. It matches well with the waveguide 165 m + n and propagates to the output side, and the coupling efficiency is the best.

一方、補償導波路162m+nと隣接した補償導波路162m+n-1の場合、その中心軸165m+n-1は光路163m+n-1と一致せず、これらが比較的小さな角度θm+n-1で交わっている。このため、出力導波路側焦点位置Pm+nと隣接する出力導波路側焦点位置Pm+n-1に焦点を結んだ光は補償導波路162m+n-1を伝搬するときにわずかにミスマッチングを発生させ、結合効率が若干低下する。この結果、仮に出力導波路側焦点位置Pm+n-1に焦点を結んだ光の強度が出力導波路側焦点位置Pm+nのそれよりも大きくても、この角度θm+n-1の値を適切に設定すれば、出力導波路すなわち補償導波路162m+n-1を伝搬する光の強度を補償導波路162m+nを伝搬する光の強度と等しく設定することができる。 On the other hand, when the adjacent and compensation waveguide 162 m + n compensation waveguide 162 m + n-1, the central axis 165 m + n-1 does not coincide with the optical path 163 m + n-1, these are relatively It intersects at a small angle θ m + n-1 . Therefore, the light that focused on the output waveguide side focal position P m + n-1 adjacent to the output waveguide side focal position P m + n is slightly when propagating through the compensation waveguide 162 m + n-1 This causes mismatching and slightly reduces the coupling efficiency. As a result, even if the intensity of the light focused on the output waveguide side focal position P m + n-1 is larger than that of the output waveguide side focal position P m + n , this angle θ m + n− If the value of 1 is appropriately set, the intensity of light propagating through the output waveguide, that is, the compensation waveguide 162 m + n−1 can be set equal to the intensity of light propagating through the compensation waveguide 162 m + n. .

補償導波路162m+n-1の更に中央側に隣接して位置する補償導波路162m+n-2の場合には、その中心軸165m+n-2と光路163m+n-2のなす角度θm+n-2は角度θm+n-1より所定量だけ大きく設定されている。これにより、出力導波路側焦点位置Pm+n-2と補償導波路162m+n-2の結合効率が先の場合よりも更に低下する。そこで、補償導波路162m+n-2を伝搬する光の強度も角度θm+n-2の値を適切に設定すれば補償導波路162m+n-1を伝搬する光の強度と等しく設定することができる。このようにして、補償導波路162m+n、162m+n-1、162m+n-2、……のすべてで光の強度を等しくし、平坦な特性とすることができる。 In the case of the compensation waveguide 162 m + n-2 further positioned adjacent to the center side of the compensation waveguide 162 m + n-1, the central axis 165 m + n-2 and the optical path 163 m + n-2 The angle θ m + n−2 is set larger than the angle θ m + n−1 by a predetermined amount. As a result, the coupling efficiency between the output waveguide side focal position P m + n−2 and the compensation waveguide 162 m + n−2 is further lowered than in the previous case. Therefore, the intensity of light propagating through the compensation waveguide 162 m + n-2 is also equal to the intensity of light propagating through the compensation waveguide 162 m + n-1 if the value of the angle θ m + n-2 is appropriately set. Can be set. In this way, the compensation waveguides 162 m + n , 162 m + n−1 , 162 m + n−2 ,.

図12は、中心軸の角度θとこれにより得られる損失の関係を表わしたものである。先の第1および第2の実施例と同様に、本実施例の場合にも出力側で平坦な特性を得るものに限定する必要はない。すなわち、アレイ導波路格子あるいはこれを使用した分波装置、合波装置あるいは光通信システムによっては必ずしもフラットな信号特性を要求しない場合がある。たとえば、補償導波路162m+n、162m+n-1、162m+n-2、……を経た図示しない最終的な出力側(図24の出力導波路14の後段)に配置された図示しない増幅器の出力特性が平坦でないような場合には、これらとの総合で出力特性を設計する必要がある。そこで、実際には必要とされる出力特性に合わせて補償導波路162m+n、162m+n-1、162m+n-2、……側で得られる光の強度を補償することになる。 FIG. 12 shows the relationship between the angle θ of the central axis and the loss obtained thereby. Similar to the first and second embodiments, it is not necessary to limit the present embodiment to one that obtains flat characteristics on the output side. That is, a flat signal characteristic may not necessarily be required depending on the arrayed waveguide grating or a demultiplexing device, a multiplexing device, or an optical communication system using the same. For example, the compensation waveguides 162 m + n , 162 m + n−1 , 162 m + n−2 ,... Are arranged on the final output side (not shown) (after the output waveguide 14 in FIG. 24). When the output characteristic of an amplifier (not shown) is not flat, it is necessary to design the output characteristic in combination with these. Therefore, in practice, the intensity of light obtained on the compensation waveguides 162 m + n , 162 m + n−1 , 162 m + n−2 ,... Is compensated according to the required output characteristics. Become.

≪第4の実施例≫   << Fourth embodiment >>

図13は本発明の第4の実施例におけるアレイ導波路格子のスラブ導波路部分の出力側周辺の一部を拡大して示したものである。本実施例のアレイ導波路格子の基本的な構成も図24に示したものと同じである。この第4の実施例の出力スラブ導波路191は、出力スラブ導波路101と同様に図示しないチャネル導波路アレイから送出される光をそれぞれの出力導波路側焦点位置Pm+a、Pm+a-1、Pm+a-2、……の位置で位相を合わせ、それぞれ焦点を結ぶようになっている。そして、出力導波路側焦点位置Pm+a、Pm+a-1、Pm+a-2、……に焦点を結んだ光が、対応する補償導波路192m+a、192m+a-1、192m+a-2、……を伝搬されるようになっている。 FIG. 13 is an enlarged view of a part of the periphery of the output side of the slab waveguide portion of the arrayed waveguide grating in the fourth embodiment of the present invention. The basic configuration of the arrayed waveguide grating of this embodiment is the same as that shown in FIG. Similarly to the output slab waveguide 101, the output slab waveguide 191 of the fourth embodiment transmits light transmitted from a channel waveguide array (not shown) to the respective output waveguide side focal positions P m + a , P m +. The phases are matched at the positions of a-1 , P m + a-2 ,. Then, the light focused on the output waveguide side focal positions P m + a , P m + a−1 , P m + a− 2 ,... Corresponds to the corresponding compensation waveguides 192 m + a , 192 m +. a-1 , 192 m + a-2 ,... are propagated.

本実施例でも先の第3の実施例の場合と同様に各出力導波路側焦点位置Pm+a、Pm+a-1、Pm+a-2、……は対応する補償導波路192m+a、192m+a-1、192m+a-2、……の中心軸の延長線上に位置している。また、前記したチャネル導波路アレイ側の図示しない光送出箇所から各出力導波路側焦点位置Pm+a、Pm+a-1、Pm+a-2、……に至る光路193m+a、193m+a-1、193m+a-2、……は、これら対応する補償導波路192m+a、192m+a-1、192m+a-2、……の中心軸と一致している。この代わりに、第4の実施例のアレイ導波路格子では、各補償導波路192m+a、192m+a-1、192m+a-2、……の出力スラブ導波路191との接続端側の導波路幅Wm+a、Wm+a-1、Wm+a-2、……が光の強度の補償量に応じて異なっている。 In this embodiment, as in the case of the third embodiment, each output waveguide side focal position Pm + a , Pm + a-1 , Pm + a-2 ,... Is the corresponding compensation waveguide. 192 m + a , 192 m + a−1 , 192 m + a− 2 ,... Further, an optical path 193 m + extending from a light transmission point (not shown) on the channel waveguide array side to each output waveguide side focal position Pm + a , Pm + a-1 , Pm + a-2 ,. a , 193 m + a-1 , 193 m + a-2 ,... are the central axes of the corresponding compensating waveguides 192 m + a , 192 m + a-1 , 192 m + a-2 ,. Is consistent with Instead, in the arrayed waveguide grating of the fourth embodiment, each compensation waveguide 192 m + a , 192 m + a-1 , 192 m + a-2 ,... Is connected to the output slab waveguide 191. End-side waveguide widths W m + a , W m + a−1 , W m + a− 2 ,... Differ depending on the compensation amount of light intensity.

すなわち第4の実施例のアレイ導波路格子では、各出力導波路側焦点位置Pm+a、Pm+a-1、Pm+a-2、……における光のスポットサイズと対応する補償導波路192m+a、192m+a-1、192m+a-2、……の導波路幅Wm+a、Wm+a-1、Wm+a-2、……の広狭によって光の強度の補償量を調整している。 That is, in the arrayed waveguide grating of the fourth embodiment, compensation corresponding to the spot size of the light at each output waveguide side focal position P m + a , P m + a−1 , P m + a− 2 ,. Waveguide widths W m + a , W m + a-1 , W m + a-2 ,... Of the waveguides 192 m + a , 192 m + a-1 , 192 m + a-2 ,. Is used to adjust the compensation amount of the light intensity.

図14は、焦点のスポットサイズと導波路の導波モードのスポットサイズの比と、この比における結合損失の関係を示したものである。この図から明らかなように焦点のスポットサイズと導波路の導波モードのスポットサイズの比が1から遠いほど損失は多くなる。焦点のスポットサイズが一定であり、導波路幅を変えると導波モードのスポットサイズが変わることから、補償導波路192m+a、192m+a-1、192m+a-2、……の導波路幅Wm+a、Wm+a-1、Wm+a-2、……をそれぞれ設定することで、焦点のスポットサイズと導波路の導波モードのスポットサイズの比をそれぞれ調整することができる。これより、補償導波路192m+a、192m+a-1、192m+a-2、……の導波路幅Wm+a、Wm+a-1、Wm+a-2、……を適切に設定することで、これら補償導波路(出力導波路)192m+a、192m+a-1、192m+a-2、……を伝搬する光の強度を平坦等の所望の特性に設定することができる。 FIG. 14 shows the relationship between the spot size of the focal spot and the spot size of the waveguide mode of the waveguide and the coupling loss at this ratio. As is apparent from this figure, the loss increases as the ratio of the spot size of the focal point to the spot size of the waveguide mode of the waveguide increases from 1. Since the spot size of the focal point is constant and the spot size of the waveguide mode changes when the waveguide width is changed, the compensation waveguides 192 m + a , 192 m + a-1 , 192 m + a-2 ,... By setting the waveguide widths W m + a , W m + a-1 , W m + a-2 ,..., The ratio of the focal spot size to the waveguide waveguide spot size is set respectively. Can be adjusted. From this, the waveguide widths W m + a , W m + a-1 , W m + a-2 , of the compensating waveguides 192 m + a , 192 m + a−1 , 192 m + a− 2 ,. ... Are appropriately set so that the intensity of light propagating through these compensation waveguides (output waveguides) 192 m + a , 192 m + a-1 , 192 m + a-2 ,. Desired characteristics can be set.

≪第5の実施例≫   «Fifth embodiment»

図15は本発明の第5の実施例におけるアレイ導波路格子のスラブ導波路部分の要部を拡大して示したものである。本実施例のアレイ導波路格子の基本的な構成も図24に示したものと同じである。この第5の実施例の出力スラブ導波路221は、その出力側が非補償導波路の接続箇所を連ねた等位相曲線(先の実施例の出力導波路側焦点位置Pm+n、Pm+n-1、Pm+n-2、……あるいは出力導波路側焦点位置Pm+a、Pm+a-1、Pm+a-2、……を連ねた曲線)223よりも更に出力側としての出力導波路側に向けて一部突出しており、この突出した箇所に光の強度を補償される補償導波路225m〜225m+nが接続されている。すなわち、出力スラブ導波路221と補償導波路225m〜225m+nの境界が通常のそれよりも出力導波路側に一部突出した形となっている。このように等位相曲線223に対して出力側に突出する代わりに、入力スラブ導波路221の入力側に引っ込んだ形となっていてもよい。 FIG. 15 is an enlarged view of the main part of the slab waveguide portion of the arrayed waveguide grating in the fifth embodiment of the present invention. The basic configuration of the arrayed waveguide grating of this embodiment is the same as that shown in FIG. The output slab waveguide 221 of the fifth embodiment has an equiphase curve (the output waveguide-side focal positions P m + n , P m + of the previous embodiment) in which the output side is connected to the connection portions of the uncompensated waveguide. n-1 , P m + n-2 ,... or a curve connecting the output waveguide side focal positions P m + a , P m + a-1 , P m + a-2 ,. A part of the optical waveguide protrudes toward the output waveguide side as the output side, and compensation waveguides 225 m to 225 m + n for compensating the light intensity are connected to the protruding portion. That is, the boundary between the output slab waveguide 221 and the compensation waveguides 225 m to 225 m + n partially protrudes toward the output waveguide than the normal one. In this way, instead of projecting toward the output side with respect to the equiphase curve 223, the shape may be recessed into the input side of the input slab waveguide 221.

図16は、このような出力スラブ導波路の出力側の突出部分による光の損失を原理的に説明するためのものである。本実施例で図示しないチャネル導波路アレイと出力導波路側焦点位置Pm+nを結ぶ光路224m+nを経た光は、出力導波路側焦点位置Pm+nに配置された補償導波路225m+nと良好にマッチングしてその内部を出力側に伝搬する。この状態では光の強度レベルの補正を行っていない。 FIG. 16 is a diagram for explaining in principle the light loss due to the protruding portion on the output side of such an output slab waveguide. In this embodiment, the light that has passed through the optical path 224 m + n connecting the channel waveguide array (not shown) and the output waveguide side focal position P m + n is the compensation waveguide disposed at the output waveguide side focal position P m + n. Matches well with 225 m + n and propagates inside to the output side. In this state, the light intensity level is not corrected.

一方、前記したチャネル導波路アレイと出力導波路側焦点位置Pm+n-1を結ぶ光路224m+n-1を経た光は、出力導波路側焦点位置Pm+n-1が焦点位置となるが、補償導波路225m+n-1は光の出力方向に所定長(以下、焦点ずれ距離という。)Fm+n-1だけ後退した位置に配置されている。したがって、出力導波路側焦点位置Pm+n-1でガウス波形をした光が若干歪みスポットサイズが拡大した状態で補償導波路225m+n-1内部に伝搬されることになり、このときのミスマッチングによって結合損失が発生する。これにより、焦点ずれ距離Fm+n-1を適切に設定することで、チャネル導波路アレイ側焦点位置Pm+nと比較して出力導波路側焦点位置Pm+n-1で生じた光強度の増加分を相殺する結合損失を発生させることができ、補償導波路225m+n-1を伝搬する光の強度レベルを補償導波路225m+nと同一レベルに調整することができる。 On the other hand, the light that has passed through the optical path 224 m + n-1 connecting the channel waveguide array and the output waveguide side focal position P m + n-1 has the output waveguide side focal position P m + n-1 at the focal position. However, the compensation waveguide 225 m + n−1 is disposed at a position retracted by a predetermined length (hereinafter referred to as a defocus distance) F m + n−1 in the light output direction. Therefore, the light having a Gaussian waveform at the output waveguide side focal position P m + n-1 is propagated into the compensation waveguide 225 m + n-1 with a slightly enlarged distortion spot size. Mismatching causes coupling loss. As a result, by appropriately setting the defocus distance F m + n−1 , it occurred at the output waveguide side focal position P m + n−1 as compared with the channel waveguide array side focal position P m + n . A coupling loss that cancels the increase in light intensity can be generated, and the intensity level of light propagating through the compensation waveguide 225 m + n−1 can be adjusted to the same level as that of the compensation waveguide 225 m + n. .

補償導波路225m+n-1の更に中央側に隣接して位置する補償導波路225m+n-2は、これに対応する出力導波路側焦点位置Pm+n-2から更に長い焦点ずれ距離Fm+n-2だけ出力側としての出力導波路側に後退した位置に配置されている。これにより、出力導波路側焦点位置Pm+n-2と補償導波路225m+n-2の結合効率が先の場合よりも更に低下する。そこで、焦点ずれ距離Fm+n-2の値を適切に設定すれば補償導波路225m+n-1を伝搬する光の強度と等しく設定することができる。このようにして、補償導波路225m+n、225m+n-1、225m+n-2、……のすべてで光の強度を等しくし、平坦な特性とすることができる。 Compensation waveguide 225 m + n-2 further positioned adjacent to the center side of the compensation waveguide 225 m + n-1 is longer focal from the output waveguide side focal position P m + n-2 corresponding thereto It is arranged at a position retracted to the output waveguide side as the output side by the deviation distance F m + n−2 . As a result, the coupling efficiency between the output waveguide side focal position P m + n−2 and the compensation waveguide 225 m + n−2 is further lowered than in the previous case. Therefore, if the value of the defocus distance F m + n-2 is appropriately set, it can be set equal to the intensity of light propagating through the compensation waveguide 225 m + n-1 . In this way, the compensation waveguides 225 m + n , 225 m + n−1 , 225 m + n−2 ,.

図17は、焦点ずれ距離Fとこれによる損失の関係を表わしたものである。先の各実施例と同様に、本実施例の場合にも出力側で平坦な特性を得るものに限定する必要はない。すなわち、アレイ導波路格子あるいはこれを使用した分波装置、合波装置あるいは光通信システムによっては必ずしもフラットな信号特性を要求しない場合がある。たとえば、補償導波路225m+n、225m+n-1、225m+n-2、……の出力側に配置された図示しない増幅器の出力特性が平坦でないような場合には、これらとの総合で出力特性を設計する必要がある。そこで、実際には必要とされる出力特性に合わせて補償導波路225m+n、225m+n-1、225m+n-2、……側で得られる光の強度を補償することになる。 FIG. 17 shows the relationship between the defocus distance F and the loss caused thereby. As in the previous embodiments, the present embodiment need not be limited to the one that obtains flat characteristics on the output side. That is, a flat signal characteristic may not necessarily be required depending on the arrayed waveguide grating or a demultiplexing device, a multiplexing device, or an optical communication system using the same. For example, when the output characteristics of amplifiers (not shown) arranged on the output side of the compensation waveguides 225 m + n , 225 m + n−1 , 225 m + n− 2 ,. Therefore, it is necessary to design the output characteristics in total. Therefore, in practice, the intensity of the light obtained on the compensating waveguides 225 m + n , 225 m + n−1 , 225 m + n− 2 ,... Is compensated according to the required output characteristics. Become.

≪第1〜第5の実施例の変形可能性≫   << Possibility of modification of the first to fifth embodiments >>

図18は、アレイ導波路格子のスラブ導波路部分の一般的な入出力関係を示すものである。ここでは図1に示した部分に図1と同一の符号を使用するものとする。先の第1の実施例では出力スラブ導波路101のチャネル導波路アレイ102から光を出力スラブ導波路101の内部に送出し、出力導波路105を構成するそれぞれの導波路104から分波した光を出力するようにしていた。これとは逆に、出力導波路105のそれぞれの導波路104側を入力として使用すると共に、チャネル導波路アレイ102を出力側として使用することで、各種の波長あるいは信号の光信号を合波して取り出すことができる。このときに、従来では出力導波路105の比較的中央部から入射した光の強度が強くなるために、入力段階で光の強度レベルを調整する必要があったが、第1の実施例の出力スラブ導波路101を入出力逆方向で使用することで、このような調整を行う必要なく、合波後の信号レベルを適正な範囲のものとすることができるようになる。   FIG. 18 shows a general input / output relationship of the slab waveguide portion of the arrayed waveguide grating. Here, the same reference numerals as those in FIG. 1 are used for the portions shown in FIG. In the previous first embodiment, light is transmitted from the channel waveguide array 102 of the output slab waveguide 101 into the output slab waveguide 101 and demultiplexed from each waveguide 104 constituting the output waveguide 105. Was output. On the contrary, by using each waveguide 104 side of the output waveguide 105 as an input and using the channel waveguide array 102 as an output side, optical signals of various wavelengths or signals are multiplexed. Can be taken out. At this time, conventionally, since the intensity of light incident from the relatively central portion of the output waveguide 105 is increased, it has been necessary to adjust the intensity level of the light at the input stage. By using the slab waveguide 101 in the input / output reverse direction, it is possible to make the signal level after the combination within an appropriate range without performing such adjustment.

以上、第1の実施例のアレイ導波路格子を使用して光の分波だけでなく合波を行うことができることを説明したが、第2〜第5の実施例のアレイ導波路格子でもこの点は全く同一である。すなわち、これらのアレイ導波路格子を光信号のマルチプレクサとして使用することも、この逆のデマルチプレクサとして使用することも可能である。   As described above, it has been described that the arrayed waveguide grating of the first embodiment can be combined as well as the demultiplexing of light. However, the arrayed waveguide gratings of the second to fifth embodiments can also be combined. The point is exactly the same. That is, these arrayed waveguide gratings can be used as optical signal multiplexers or vice versa.

≪第6の実施例≫   << Sixth embodiment >>

図19は、本発明の第6の実施例としての分波装置の構成を表わしたものである。この分波装置301は、光信号302を入力する導波路素子303を備えている。導波路素子303は第1〜第5の実施例で説明したどのタイプのアレイ導波路格子でもよいが、これらの実施例で説明したように入力された光信号を分波し、出力導波路3041〜304Nからこれら分波後の光信号3051〜305Nを出力するようになっている。出力導波路3041〜304Nの後段には、それぞれ監視増幅回路3061〜306Nが設けられている。これらの監視増幅回路3061〜306Nは、光信号3051〜305Nのうちの対応するものを入力してその信号レベルを検出してこれが所望のレベルとなるように増幅またはアッテネートする回路であり、一種のAGC(automatic gain control:自動利得制御)回路である。この結果、導波路素子303の部分で一次的に利得の調整の行われた光信号3051〜305Nが最終的にそれらの利得を調整されて、光信号3071〜307Nとして出力されることになる。 FIG. 19 shows a configuration of a demultiplexer as a sixth embodiment of the present invention. The demultiplexing device 301 includes a waveguide element 303 that inputs an optical signal 302. The waveguide element 303 may be any type of arrayed waveguide grating described in the first to fifth embodiments. However, as described in these embodiments, the input optical signal is demultiplexed and the output waveguide 304 is demultiplexed. from 1 ~304 N and outputs the optical signal 305 1 to 305 N after these branching. Monitor amplifier circuits 306 1 to 306 N are provided at the subsequent stage of the output waveguides 304 1 to 304 N , respectively. These supervisory amplifier circuits 306 1 to 306 N are circuits that input the corresponding ones of the optical signals 305 1 to 305 N , detect their signal levels, and amplify or attenuate them so that they become a desired level. Yes, it is a kind of AGC (automatic gain control) circuit. As a result, the optical signals 305 1 to 305 N whose gains are primarily adjusted in the waveguide element 303 are finally adjusted in their gains and output as optical signals 307 1 to 307 N. It will be.

もちろん、本実施例の導波路素子303がその出力する光信号3051〜305Nの各レベルをフラットにすることは可能であるが、分波装置301全体として要求される出力特性がこれとは異なった特性であるような場合でも監視増幅回路3061〜306Nによって対処することが可能になる。 Of course, each level of the optical signals 305 1 to 305 N output by the waveguide element 303 of this embodiment can be flattened, but the output characteristics required for the demultiplexer 301 as a whole are different even if there such a characteristic makes it possible to deal with monitoring the amplifying circuit 306 1 ~306 N.

≪第7の実施例≫   << Seventh embodiment >>

図20は、本発明の第7の実施例としての合波装置の構成を表わしたものである。この合波装置321は、複数の波長の光信号を出力する半導体レーザ3221〜322Nを備えている。半導体レーザ3221〜322Nから出力される光信号3231〜323Nは分岐素子3241〜324Nによってそれぞれ2つに分岐され、これらのうちの一方の光信号3251〜325Nが導波路素子326に入力されるようになっている。導波路素子326はこれら入力された光信号3251〜325Nを合波して、多重化された光信号327として出力する。 FIG. 20 shows the structure of a multiplexing apparatus as a seventh embodiment of the present invention. The multiplexer 321 includes semiconductor lasers 322 1 to 322 N that output optical signals having a plurality of wavelengths. Optical signals 323 1 to 323 N output from the semiconductor lasers 322 1 to 322 N are branched into two by branch elements 324 1 to 324 N , respectively, and one of these optical signals 325 1 to 325 N is a waveguide. The signal is input to the element 326. The waveguide element 326 combines these input optical signals 325 1 to 325 N and outputs the multiplexed optical signal 327.

一方、分岐素子3241〜324Nによって分岐された他方の光信号3281〜328Nは、それぞれ対応して設けられたレベル検出回路3291〜329Nでそれぞれの信号レベルを検出される。レベル検出回路3291〜329Nは、たとえばフォトダイオードによって構成することができる。レベル検出回路3291〜329Nは、これらの検出結果に基づいて、半導体レーザ3221〜322Nにそれぞれ対応して配置された駆動制御回路3311〜331Nによってレーザの出力レベルを制御する。この結果、導波路素子326から出力される光信号327を構成する各波長の光信号のレベルを適正な値に設定することができる。 On the other hand, the other optical signals 328 1 to 328 N branched by the branch elements 324 1 to 324 N are detected by the level detection circuits 329 1 to 329 N provided corresponding thereto. Level detection circuits 329 1 to 329 N can be configured by, for example, photodiodes. Based on these detection results, the level detection circuits 329 1 to 329 N control the laser output levels by the drive control circuits 331 1 to 331 N arranged corresponding to the semiconductor lasers 322 1 to 322 N , respectively. As a result, the level of the optical signal of each wavelength constituting the optical signal 327 output from the waveguide element 326 can be set to an appropriate value.

この実施例の合波装置321でも、導波路素子326がそれぞれ等レベルの信号の入力に対して等レベルの多重化された信号を出力するような出力特性の補償を行っていれば、駆動制御回路3311〜331Nを特に使用することなく出力特性をフラットにすることができる。しかしながら、これとは異なった出力特性が要求される場合や高精度なレベル調整が必要な場合には、このように駆動制御回路3311〜331Nを用いて対処が可能である。 Also in the multiplexing device 321 of this embodiment, if the waveguide element 326 compensates the output characteristics so that each of the waveguide elements 326 outputs an equal level multiplexed signal, the drive control is performed. The output characteristics can be made flat without particularly using the circuits 331 1 to 331 N. However, when output characteristics different from this are required, or when high-accuracy level adjustment is required, it is possible to cope with this by using the drive control circuits 331 1 to 331 N in this way.

≪第8の実施例≫   << Eighth embodiment >>

図21は、本発明の第8の実施例における光通信システムの構成の概要を表わしたものである。この光通信システムで、送信側に配置された図示しないSONET(Synchronous Optical Network)装置に接続された光送信機401から送り出された波長λ1〜λNのNチャネル分の光信号は光マルチプレクサ(MUX)402で多重された後、ブースタアンプ403で増幅されて光伝送路404に送り出される。光マルチプレクサ402は、たとえば第1の実施例で説明したようなアレイ導波路格子で構成されている。多重化された光信号405はインラインアンプ406で適宜増幅された後、プリアンプ407を経て光デマルチプレクサ(DMUX)408で元の波長λ1〜λNに分離され、光受信機409で受信されるが、その途中の光伝送路404に適宜の数のノード(OADM)4111〜411Mが配置されている。これらのノード4111〜411Mでは、所望の波長の光信号が入出力されることになる。 FIG. 21 shows an outline of the configuration of the optical communication system in the eighth embodiment of the present invention. In this optical communication system, optical signals for N channels of wavelengths λ 1 to λ N sent from an optical transmitter 401 connected to a SONET (Synchronous Optical Network) device (not shown) arranged on the transmission side are optical multiplexers ( MUX) 402, amplified by booster amplifier 403, and sent to optical transmission line 404. The optical multiplexer 402 is composed of, for example, an arrayed waveguide grating as described in the first embodiment. The multiplexed optical signal 405 is appropriately amplified by the in-line amplifier 406, then separated into the original wavelengths λ 1 to λ N by the optical demultiplexer (DMUX) 408 through the preamplifier 407 and received by the optical receiver 409. However, an appropriate number of nodes (OADMs) 411 1 to 411 M are arranged on the optical transmission line 404 in the middle of them. At these nodes 411 1 to 411 M , an optical signal having a desired wavelength is input / output.

図22は、ノードの構成の概要を示したものである。ここでは第1のノード4111を示しているが、第2〜第Mのノード4112〜411Mも原理的には同一の構成となっている。図21に示した光伝送路404は、第1のノード4111の入力側アレイ導波路格子(AWG)421に入力されて波長λ1〜λNのNチャネル分の光信号に分波され、各波長λ1〜λNごとに設けられた2入力2出力の光スイッチ4221〜422Nによって、それぞれの波長λ1〜λNの光信号をノード側受信部426に取り込む(drop)と共に、ノード側送信部424から送信した光信号を挿入する(Add)。2入力2出力の光スイッチ4221〜422Nの出力は出力側アレイ導波路格子428にそのまま入力されるようになっている。出力側アレイ導波路格子428は入力側アレイ導波路格子421と逆の構成の素子であり、波長λ1〜λNのNチャネル分の光信号を多重して光伝送路404に光信号405として送り出すことになる。 FIG. 22 shows an outline of the node configuration. Although the first node 411 1 is shown here, the second to Mth nodes 411 2 to 411 M have the same configuration in principle. The optical transmission line 404 illustrated in FIG. 21 is input to the input-side arrayed waveguide grating (AWG) 421 of the first node 411 1 and is demultiplexed into optical signals for N channels having wavelengths λ 1 to λ N. by the wavelengths lambda 1 to [lambda] of the two inputs and two outputs provided for each N optical switch 422 1 ~422 N, capture light signals of respective wavelengths lambda 1 to [lambda] N to the node-side receiving section 426 with (drop), The optical signal transmitted from the node side transmission unit 424 is inserted (Add). The outputs of the 2-input 2-output optical switches 422 1 to 422 N are input to the output-side arrayed waveguide grating 428 as they are. The output-side arrayed waveguide grating 428 is an element having a configuration opposite to that of the input-side arrayed waveguide grating 421, and multiplexes optical signals for N channels having wavelengths λ 1 to λ N to form an optical signal 405 in the optical transmission line 404. It will be sent out.

なお、従来の各ノード4111では、たとえば図22に示した2入力2出力の光スイッチ4221〜422Nと出力側アレイ導波路格子428の間に、それぞれの波長λ1〜λNごとにアッテネータを設けて、多重化された光信号405が入力側アレイ導波路格子421を経たときの信号レベルの不均一さおよび出力側アレイ導波路格子428で合波した後の波長λ1〜λNごとの光信号405のレベルの不均一さを解消していた。本発明の第8の実施例における光通信システムでは、第1の実施例および第1〜第5の実施例の変形可能性の項目の箇所で説明したように、入力側アレイ導波路格子421および出力側アレイ導波路格子428でそれぞれ導波路間のレベル補償を行うことができる。したがって、本実施例では動的なレベル補正が必要ない用途では従来必ず必要とされたアッテネータを設けない構成が可能であり、動的なレベル補正が必要な用途ではレベル補償器のダイナミックレンジ特性に対する要求を緩和することができる。 In each conventional node 411 1 , for example, between the two-input two-output optical switches 422 1 to 422 N and the output-side arrayed waveguide grating 428 shown in FIG. 22, for each wavelength λ 1 to λ N. Wavelengths λ 1 to λ N after the attenuator is provided and the multiplexed optical signal 405 is multiplexed at the output side array waveguide grating 428 and the non-uniformity of the signal level when passing through the input side array waveguide grating 421 The non-uniformity of the level of the optical signal 405 for each was eliminated. In the optical communication system according to the eighth embodiment of the present invention, as described in the section of the deformability items of the first embodiment and the first to fifth embodiments, the input-side arrayed waveguide grating 421 and The output side arrayed waveguide grating 428 can perform level compensation between the waveguides. Therefore, in the present embodiment, it is possible to adopt a configuration in which an attenuator that is conventionally required is not provided in an application that does not require dynamic level correction, and in an application that requires dynamic level correction, the dynamic range characteristics of the level compensator are not affected. The demand can be relaxed.

このように図22に示した第1のノード4111を始めとして、図4に示した第2〜第Mのノード4112〜411Mおよび光マルチプレクサ402ならびに光デマルチプレクサ408は共にアレイ導波路格子を使用している。したがって、光信号405のチャネル数Nが多くなる要請の下で、アレイ導波路格子の出力スラブ導波路から多チャネルで取り出される各レーザ光の波長の安定化や出力レベルの監視が重要となる。このため、図21に示すようにこれら各ノード4111〜411Mおよび光送信機401には、これらに対応してそれぞれ出力監視制御装置4311〜431Mおよび431Sが取り付けられている。 As described above, the first node 411 1 shown in FIG. 22 and the second to M-th nodes 411 2 to 411 M, the optical multiplexer 402 and the optical demultiplexer 408 shown in FIG. Is used. Therefore, under the demand for an increase in the number N of channels of the optical signal 405, it is important to stabilize the wavelength of each laser beam extracted in multiple channels from the output slab waveguide of the arrayed waveguide grating and to monitor the output level. For this reason, as shown in FIG. 21, output monitoring control devices 431 1 to 431 M and 431 S are attached to the nodes 411 1 to 411 M and the optical transmitter 401, respectively.

≪第8の実施例の変形可能性≫   << Possibility of modification of the eighth embodiment >>

以上説明した第8の実施例では、第1の実施例のアレイ導波路格子を使用したが、第2〜第5の実施例で使用したアレイ導波路格子をこれに代わって使用することも可能であり、同様の光通信システムを実現することができる。また、第6および第7の実施例で説明した分波装置および合波装置をこれらアレイ導波路格子の代わりに使用することができることも当然である。   In the eighth embodiment described above, the arrayed waveguide grating of the first embodiment is used. However, the arrayed waveguide grating used in the second to fifth embodiments can be used instead. Thus, the same optical communication system can be realized. Of course, the demultiplexing device and the multiplexing device described in the sixth and seventh embodiments can be used in place of these arrayed waveguide gratings.

≪補足説明≫   ≪Supplementary explanation≫

以上、本発明の各実施例を説明したが本発明ではアレイ導波路格子のスラブ導波路あるいはこれに接続された導波路(チャネル導波路アレイの個々の導波路も含む)で光の損失を発生させる等により光の入出力特性を所望のものとするようにしている。このための1つの手法として焦点の整合度を利用することが行われている(請求項9、請求項10等)。そこで、アレイ導波路格子における焦点の概念を補足的に説明する。   As described above, each embodiment of the present invention has been described. In the present invention, light loss is generated in the slab waveguide of the arrayed waveguide grating or the waveguide connected thereto (including the individual waveguides of the channel waveguide array). For example, the input / output characteristics of light are made desired. One method for this purpose is to use the degree of focus matching (claims 9, 10, etc.). Therefore, the concept of focus in the arrayed waveguide grating will be supplementarily described.

図23は、光源とこれから放出されるコヒーレントな光の伝搬する様子を表わしたものである。点光源501から図の左側に向けて光が放出されると、破線で示すように等位相面で光は広がっていく。等位相面は点光源501から常に等距離であるので、同心円状に生じる。   FIG. 23 shows a state in which a light source and coherent light emitted from the light source propagate. When light is emitted from the point light source 501 toward the left side of the figure, the light spreads on the equiphase surface as indicated by a broken line. Since the equiphase surfaces are always equidistant from the point light source 501, they are concentrically formed.

これとは逆に等位相面が所定の円弧を形成するような光を図23の左側から右側に向けて放射すると、光は今までと逆の方向に進んで点光源501の位置に集光する。この集光した位置が焦点となる。点光源501は現実的には存在しないが、光の放射や集光を考えるときに光源が充分遠方にあると見なすことができれば幅や長さが存在する光源も点光源501として扱うことができる。   On the contrary, when light having an equiphase surface forming a predetermined arc is radiated from the left side to the right side in FIG. 23, the light travels in the opposite direction to that of the conventional light and is condensed at the position of the point light source 501. To do. This condensed position becomes the focal point. Although the point light source 501 does not actually exist, a light source having a width or a length can be treated as the point light source 501 if the light source can be regarded as being far away when considering light emission and light collection. .

たとえば図24に示したチャネル導波路アレイ15は、コアの上下左右がクラッドとなっていて3次元的に光を閉じ込める構造となっている。このようなチャネル導波路から出射される光も、充分に遠方に存在すれば点光源501として放射や集光を考えることができる。アレイ導波路格子では、チャネル導波路アレイの出口が円周上に配置されている。このためチャネル導波路アレイの出口で各アレイが等位相であれば、近似的に円周状の等位相の光を作ることができ、その円周の中心点に向かって光を出射することができるので、そこに焦点を作ることができる。 For example, the channel waveguide array 15 shown in FIG. 24 has a structure in which light is confined three-dimensionally with the top, bottom, left and right of the core being clad. If the light emitted from such a channel waveguide exists sufficiently far away, the point light source 501 can be considered to emit or collect light. In the arrayed waveguide grating, the outlet of the channel waveguide array is arranged on the circumference. For this reason, if each array is equiphase at the exit of the channel waveguide array, it is possible to produce approximately circular equiphase light and emit light toward the center point of the circumference. So you can make a focus there.

また、チャネル導波路アレイの出口で等位相となっていない場合でも、アレイごとに位相差が付いているような場合には円周の中心からずれた位置に焦点が生じる。分波タイプのアレイ導波路格子では、チャネル導波路アレイを伝搬する際に波長によってアレイごとに位相が異なる。したがって、出力スラブ導波路で波長により異なる位置に焦点を結ぶことになる。   Even when the phase is not equal at the outlet of the channel waveguide array, if there is a phase difference for each array, the focal point is generated at a position shifted from the center of the circumference. In the demultiplexing type arrayed waveguide grating, the phase differs for each array depending on the wavelength when propagating through the channel waveguide array. Therefore, the output slab waveguide is focused at different positions depending on the wavelength.

合波タイプのアレイ導波路格子では、波長によらず出力スラブ導波路の同一位置に焦点を結ぶことが好ましい。そこで、このような場合には、チャネル導波路アレイを伝搬する際に生じる位相差をキャンセルするように、波長ごとに入力位置を変える必要がある。   In the combined type arrayed waveguide grating, it is preferable to focus on the same position of the output slab waveguide regardless of the wavelength. Therefore, in such a case, it is necessary to change the input position for each wavelength so as to cancel the phase difference generated when propagating through the channel waveguide array.

本発明の第1の実施例におけるアレイ導波路格子のスラブ導波路の全体的な構成を表わした平面図である。It is a top view showing the whole structure of the slab waveguide of the arrayed-waveguide grating | lattice in the 1st Example of this invention. 第1の実施例でスラブ導波路の出力側の一部を拡大して示した要部拡大平面図である。It is the principal part enlarged plan view which expanded and showed a part of the output side of a slab waveguide in the 1st Example. 第1の実施例で比較的周辺に位置する補償出力導波路に至る光路でスラブ導波路を切断した要部断面図である。It is principal part sectional drawing which cut | disconnected the slab waveguide by the optical path which reaches the compensation output waveguide located in the periphery relatively comparatively in the 1st Example. 第1の実施例で比較的中央部に位置する補償出力導波路に至る光路でスラブ導波路を切断した要部断面図である。It is principal part sectional drawing which cut | disconnected the slab waveguide by the optical path to the compensation output waveguide located in a comparatively center part in a 1st Example. 第1の実施例におけるコア層の切断長とこれによる光の損失の増加量の関係を表わした特性図である。It is a characteristic view showing the relationship between the cutting length of the core layer in the first embodiment and the amount of increase in light loss caused thereby. 本発明の第2の実施例におけるアレイ導波路格子のスラブ導波路部分の出力側周辺の一部を拡大して示した説明図である。It is explanatory drawing which expanded and showed a part of output side periphery of the slab waveguide part of the arrayed-waveguide grating | lattice in the 2nd Example of this invention. 第2の実施例でスラブ導波路の比較的周辺部に配置された出力補償を行っていない補償出力導波路での光の伝搬の状態を表わした説明図である。It is explanatory drawing showing the state of propagation of the light in the compensation output waveguide which is arrange | positioned in the peripheral part of the slab waveguide in the 2nd Example and which does not perform output compensation. 第2の実施例で図7の例と比較してわずかに出力補償を行った補償出力導波路での光の伝搬の状態を表わした説明図である。It is explanatory drawing showing the state of the propagation of the light in the compensation output waveguide which performed the output compensation slightly compared with the example of FIG. 7 in 2nd Example. 第2の実施例における各出力ポートの軸ずれとこれにより得られる損失の関係を表わした特性図である。It is a characteristic view showing the relationship between the axial shift of each output port in the 2nd Example, and the loss obtained by this. 本発明の第3の実施例におけるアレイ導波路格子のスラブ導波路部分の要部を拡大して示した要部平面図である。It is the principal part top view which expanded and showed the principal part of the slab waveguide part of the arrayed waveguide grating in the 3rd Example of this invention. 第3の実施例で各出力ポートに至る光路と補償出力導波路の中心軸との関係を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the relationship between the optical path which reaches each output port in the 3rd Example, and the central axis of a compensation output waveguide. 第3の実施例における中心軸の角度θとこれにより得られる損失の関係を表わした特性図である。It is a characteristic view showing the relationship between the angle θ of the central axis and the loss obtained thereby in the third embodiment. 本発明の第4の実施例でアレイ導波路格子のスラブ導波路部分の出力側周辺の一部を拡大して示した要部平面図である。It is the principal part top view which expanded and showed a part of output side periphery of the slab waveguide part of an arrayed-waveguide grating | lattice in the 4th Example of this invention. 第4の実施例における焦点のスポットサイズと導波路の導波モードのスポットサイズとの比と、これにより得られる損失の関係を示した特性図である。It is the characteristic figure which showed the relationship between the ratio of the spot size of the focus in the 4th Example, and the spot size of the waveguide mode of a waveguide, and the loss obtained by this. 本発明の第5の実施例におけるアレイ導波路格子のスラブ導波路部分の要部を拡大して示した要部平面図である。It is the principal part top view which expanded and showed the principal part of the slab waveguide part of the arrayed waveguide grating in the 5th Example of this invention. 第5の実施例でスラブ導波路の出力側の突出部分による光の損失を原理的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed in principle the loss of the light by the protrusion part of the output side of a slab waveguide in a 5th Example. 第5の実施例における焦点ずれ距離Fとこれにより得られる損失の関係を表わした特性図である。It is a characteristic view showing the relationship between the defocus distance F and the loss obtained thereby in the fifth embodiment. 第1の実施例のアレイ導波路格子を使用して光の分波と合波の双方が可能であることを示した説明図である。It is explanatory drawing which showed that both the demultiplexing and multiplexing of light were possible using the arrayed-waveguide grating of a 1st Example. 本発明の第6の実施例としての分波装置の構成を表わしたブロック図である。It is a block diagram showing the structure of the branching apparatus as the 6th Example of this invention. 本発明の第7の実施例としての合波装置の構成を表わしたブロック図である。It is a block diagram showing the structure of the multiplexer as a 7th Example of this invention. 本発明の第8の実施例における光通信システムの構成の概要を表わしたシステム構成図である。It is a system configuration | structure figure showing the outline | summary of the structure of the optical communication system in the 8th Example of this invention. 図21のシステムにおけるノードの構成の概要を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the outline | summary of the structure of the node in the system of FIG. 本発明の焦点の概念を説明するための原理図である。It is a principle figure for demonstrating the concept of the focus of this invention. 従来のアレイ導波路格子の全体的な構成を表わした平面図である。It is a top view showing the whole structure of the conventional arrayed-waveguide grating | lattice.

符号の説明Explanation of symbols

101、131、161、191、221 入力スラブ導波路
102 チャネル導波路アレイ
104 導波路
105 出力導波路
111 コア層
112 クラッド層
132、162、192、225 補償導波路
163、193、224 光路
165 中心軸
222 非補償導波路
223 等位相曲線
301 分波装置
303、326 導波路素子
306 監視増幅回路
321 合波装置
322 半導体レーザ
329 レベル検出回路
331 駆動制御回路
d 距離
L 切断長
IN 入力ポート位置
m+n、Pm+n-1、Pm+n-2、Pm+a、Pm+a-1、Pm+a-2 チャネル導波路アレイ側焦点位置
θ 角度
101, 131, 161, 191, 221 Input slab waveguide 102 Channel waveguide array 104 Waveguide 105 Output waveguide 111 Core layer 112 Clad layer 132, 162, 192, 225 Compensation waveguide 163, 193, 224 Optical path 165 Central axis 222 Uncompensated waveguide 223 Isophase curve 301 Demultiplexer 303, 326 Waveguide element 306 Supervisory amplifier 321 Multiplexer 322 Semiconductor laser 329 Level detector 331 Drive control circuit d Distance L Cutting length P IN Input port position P m + n , Pm + n-1 , Pm + n-2 , Pm + a , Pm + a-1 , Pm + a-2 channel waveguide array side focal position θ angle

Claims (6)

光信号を入力しうる1以上の入力導波路と、
所定の光路長差が設けられたチャネル導波路アレイと、
このチャネル導波路アレイと前記入力導波路を接続する入力スラブ導波路と、
前記チャネル導波路アレイの前記入力スラブ導波路が接続されたのと反対側に接続され、前記入力導波路から前記入力スラブ導波路と前記チャネル導波路アレイを通り光信号を入力する出力スラブ導波路と、
光信号を出力しうる複数の出力導波路と、
この出力導波路と前記出力スラブ導波路の接続箇所に設けられ、前記出力スラブ導波路のコア層に挿入されたクラッド層からなる損失調整手段
とを具備することを特徴とするアレイ導波路格子。
One or more input waveguides through which optical signals can be input;
A channel waveguide array provided with a predetermined optical path length difference;
An input slab waveguide connecting the channel waveguide array and the input waveguide;
An output slab waveguide that is connected to the opposite side of the channel waveguide array to which the input slab waveguide is connected, and that inputs an optical signal from the input waveguide through the input slab waveguide and the channel waveguide array. When,
A plurality of output waveguides capable of outputting optical signals;
Loss adjusting means comprising a clad layer provided at a connection portion between the output waveguide and the output slab waveguide and inserted into a core layer of the output slab waveguide
An arrayed waveguide grating comprising:
前記クラッド層の長さにより、各光信号に対する損失が調整されていることを特徴とする請求項1記載のアレイ導波路格子。 2. The arrayed waveguide grating according to claim 1 , wherein the loss for each optical signal is adjusted by the length of the cladding layer . 請求項1または請求項2記載のアレイ導波路格子を備え、複数の波長の光信号を分波することを特徴とする分波装置。3. A demultiplexer comprising the arrayed waveguide grating according to claim 1 and demultiplexing optical signals having a plurality of wavelengths. 前記分波装置には、さらに、The branching device further includes:
前記分波装置から出力される光信号を増幅する監視増幅手段が備えられていることを特徴とする請求項3に記載の分波装置。The demultiplexing apparatus according to claim 3, further comprising monitoring amplification means for amplifying an optical signal output from the demultiplexing apparatus.
請求項1または請求項2記載のアレイ導波路格子を備え、複数の波長の光信号を合波することを特徴とする合波装置。A multiplexing apparatus comprising the arrayed waveguide grating according to claim 1 or 2, wherein optical signals having a plurality of wavelengths are multiplexed. 前記合波装置には、さらに、The multiplexing device further includes:
前記合波装置に入力される光信号を出力する光信号出力手段が備えられていることを特徴とする請求項5記載の合波装置。6. The multiplexing device according to claim 5, further comprising optical signal output means for outputting an optical signal input to the multiplexing device.
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