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JP4124189B2 - Planar optical circuit and optical circuit - Google Patents
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Description

本発明は、光ファイバとの接続や互いを接続する際に生じる結合損失を低減することができる平面型光回路に関する。   The present invention relates to a planar optical circuit capable of reducing coupling loss that occurs when connecting to an optical fiber or connecting each other.

今後の超高速大容量光通信システムにおける光信号のルーティングなどのような重要な機能を担う主要部品として、平面型光回路が益々多用されると予測される。特に、通信容量の増加に伴い、さらに大規模な光通信システムの構築が求められている。このような光通信システムの大規模化を実現するには、平面型光回路を小型化し、多数の平面型光回路を接続できるようにすることが必須である。   Planar optical circuits are expected to be used more and more as major components that carry important functions such as optical signal routing in future ultra-high-speed and large-capacity optical communication systems. In particular, with the increase in communication capacity, construction of a larger-scale optical communication system is required. In order to realize such a large-scale optical communication system, it is essential to reduce the size of the planar optical circuit so that a large number of planar optical circuits can be connected.

この従来の平面型光回路の概略構造を図30に示す。図30に示すように、基板111上には、入力導波路112が形成されている。この入力導波路112は、基板111に形成されたスラブ導波路113に接続している。スラブ導波路113には、基板111に形成された複数のアレイ導波路114の一端側がそれぞれ接続している。これらアレイ導波路114の途中には、偏光依存性を解消する 1/2波長板115が設けられている。これらアレイ導波路114の他端側は、基板111に形成されたスラブ導波路116に接続している。スラブ導波路116には、基板111に形成された複数の出力導波路117がそれぞれ接続している。   The schematic structure of this conventional planar optical circuit is shown in FIG. As shown in FIG. 30, an input waveguide 112 is formed on the substrate 111. The input waveguide 112 is connected to a slab waveguide 113 formed on the substrate 111. One end side of a plurality of arrayed waveguides 114 formed on the substrate 111 is connected to the slab waveguide 113. A half-wave plate 115 that eliminates polarization dependence is provided in the middle of the arrayed waveguides 114. The other end side of these arrayed waveguides 114 is connected to a slab waveguide 116 formed on the substrate 111. A plurality of output waveguides 117 formed on the substrate 111 are connected to the slab waveguide 116, respectively.

このような平面型光回路110においては、複数の異なる波長を有する多重化された光信号を入力導波路112から入射すると、当該光がスラブ導波路113を介してアレイ導波路114に入射し、 1/2波長板115で偏光依存性を解消されると共に、各アレイ導波路114の光路長の差により、スラブ導波路116内で各波長ごとに分波して各出力導波路117から出力される。   In such a planar optical circuit 110, when a multiplexed optical signal having a plurality of different wavelengths enters from the input waveguide 112, the light enters the arrayed waveguide 114 via the slab waveguide 113, The polarization dependency is eliminated by the half-wave plate 115, and the wavelength is demultiplexed for each wavelength in the slab waveguide 116 due to the difference in the optical path length of each arrayed waveguide 114, and output from each output waveguide 117. The

このような平面型光回路110において、小型化を実現するには、下記の式(1)で示されるように、コアの屈折率ncoreとクラッドの屈折率ncladとの差に対するコアの屈折率ncoreの割合である比屈折率差Δが1%以上の高い値を示す導波路(以下「SHΔ導波路」という。)を適用すると極めて有効である。なぜなら、比屈折率差Δの高い導波路ほど光の閉じ込めが強く、急激に曲がるような導波路にも対応することができるからである。 In such a planar optical circuit 110, in order to achieve miniaturization, as shown by the following formula (1), the refraction of the core with respect to the difference between the refractive index n core of the core and the refractive index n clad of the cladding. It is extremely effective to apply a waveguide (hereinafter referred to as “SHΔ waveguide”) in which the relative refractive index difference Δ, which is the ratio of the refractive index n core , exhibits a high value of 1% or more. This is because the higher the relative refractive index difference Δ, the stronger the light confinement, and it can cope with a waveguide that bends rapidly.

Δ=(ncore−nclad)/ncore (1)
なお関連する文献として下記の文献がある。
特開平11−52168号公報 特開平8−171020号公報 特開平5−60928号公報 特開昭63−280202号公報 中村隆宏 et.al., 1998年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会 講演論文集1、1998年9月7日発光、p.310、c−4−12
Δ = (n core −n clad ) / n core (1)
Related documents include the following documents.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-52168 JP-A-8-171020 JP-A-5-60928 JP 63-280202 A Takahiro Nakamura et.al., 1998 IEICE Electronics Society Conference Proceedings 1, September 7, 1998, luminescence, p. 310, c-4-12

しかしながら、SHΔ導波路は、結合損失(接続損失ともいう)が非常に大きいことが難点となっている。ここで、結合損失について説明する。図31に示すように、光ファイバ120のコア120aを伝搬する光信号を平面型光回路110の入力導波路112のコア112aに入力する場合、結合損失といわれる光信号の減衰を生じてしまう。結合損失は、異種の導波路を接続する場合に生じ、異種の導波路間で界分布が異なることに起因しており、接続点が増えるにしたがって増大してしまう。例えば、光通信システムに用いる波長1.5μmでは、コア径9μmの単一モード光ファイバと5μm四方のSHΔ導波路との間で約3.5dBもの多大な結合損失を生じてしまうのである。   However, the SHΔ waveguide has a difficulty in that the coupling loss (also referred to as connection loss) is very large. Here, the coupling loss will be described. As shown in FIG. 31, when an optical signal propagating through the core 120a of the optical fiber 120 is input to the core 112a of the input waveguide 112 of the planar optical circuit 110, an optical signal called coupling loss is attenuated. Coupling loss occurs when different types of waveguides are connected, and is caused by different field distributions between different types of waveguides, and increases as the number of connection points increases. For example, at a wavelength of 1.5 μm used in an optical communication system, a large coupling loss of about 3.5 dB occurs between a single-mode optical fiber having a core diameter of 9 μm and a SHΔ waveguide having a 5 μm square.

光通信システムに使用する平面型光回路110においては、小型化と結合損失の低減とが相反関係にある。すなわち、Δを大きくすると、回路は小型化されるが、結合損失は大きくなる。従って、実用的なシステムの構築に限界があった。すなわち、SHΔ導波路の結合損失の低減を図らなければ、今後望まれる通信路の大容量化に対応することが難しくなってしまい、光通信システムの機能や規模が制約されるようになってしまうのである。   In the planar optical circuit 110 used in the optical communication system, there is a contradictory relationship between downsizing and reduction in coupling loss. That is, when Δ is increased, the circuit is reduced in size, but the coupling loss increases. Therefore, there was a limit to the construction of a practical system. In other words, unless the coupling loss of the SHΔ waveguide is reduced, it will be difficult to cope with the desired increase in the capacity of the communication path, and the function and scale of the optical communication system will be restricted. It is.

SHΔ導波路と光ファイバとの結合損失を低減する1つの方法として、図32に示すような基板端面近傍でコア幅を狭くしたスポットサイズ変換器を用いることが知られている(例えば、特許文献4)。   As one method for reducing the coupling loss between the SHΔ waveguide and the optical fiber, it is known to use a spot size converter having a narrow core width in the vicinity of the substrate end face as shown in FIG. 4).

すなわち、コア幅をある程度以上狭くしていくと光のスポットサイズが広くなる領域があり、その広がったスポットサイズを光ファイバのスポットサイズに合わせることにより両者の結合損失を低減することが可能となる。   That is, if the core width is narrowed to some extent, there is a region where the spot size of light becomes wider, and it becomes possible to reduce the coupling loss of both by matching the spread spot size with the spot size of the optical fiber. .

しかしながら、コア幅を低減した狭テーパスポットサイズ変換は、コア幅、Δなどの僅かな作製誤差により結合損失が大きく変化することが知られており、このため、これまで実用回路への適用がなされなかった。   However, narrow taper spot size conversion with a reduced core width is known to cause significant changes in coupling loss due to slight fabrication errors such as core width and Δ, and so has been applied to practical circuits. There wasn't.

本発明は、小型化を図りながらも結合損失を抑制することができる平面型光回路を提供することを目的とする。特に、本発明は、作製誤差に対するトレランスを大きくした狭テーパスポットサイズ変換器を用いた平面型光回路及び光回路を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a planar optical circuit capable of suppressing coupling loss while reducing the size. In particular, it is an object of the present invention to provide a planar optical circuit and an optical circuit using a narrow taper spot size converter having a large tolerance for manufacturing errors.

前述した課題を解決するための、本発明による平面型光回路は、屈折率の高いコアを屈折率の低いクラッドで包囲した入力導波路および出力導波路を基板上に形成された平面型光回路であり、前記入力導波路の前記コアの入力端側もしくは前記出力導波路の前記コアの出力端側のコア幅が基板端面に近づくにつれて次第に狭くなるように形成され、前記入力導波路の前記入力端の位置する前記基板の縁端側および前記出力導波路の前記出力端の位置する前記基板の縁端側のいずれとも異なる縁端側に入力端が形成され、当該入力端側のコア幅が基板端面に近づくにつれて次第に狭くなるように形成されたコアをクラッドで包囲した第一モニター導波路であって、当該第一モニター導波路の入力端を切断し、切断後の入力端と光ファイバとの結合損失を測定することにより、前記入力導波路の前記入力端または前記出力導波路の前記出力端のコア幅として使用する最適なコア幅を求めるための第一モニター導波路と、前記入力導波路の前記入力端側の位置する前記基板の縁端側に位置して当該入力端側と同一の形状をなす入力端と、前記出力導波路の前記出力端側の位置する当該基板の縁端側に位置して当該出力端と同一の形状をなす出力端とを備えた第二モニター導波路であって、前記入力導波路の前記入力端および前記出力導波路の前記出力端における結合損失を見積もるための第二モニター導波路と、が前記基板に形成されていることを特徴とする。
また、本発明による平面型光回路は、屈折率の高いコアを屈折率の低いクラッドで包囲した入力導波路および出力導波路を基板上に形成された平面型光回路において、前記入力導波路の前記コアの入力端側もしくは前記出力導波路の前記コアの出力端側のコア幅が基板端面に近づくにつれて次第に狭くなるように形成され、前記入力導波路の前記入力端の位置する前記基板の縁端側および前記出力導波路の前記出力端の位置する前記基板の縁端側のいずれとも異なる縁端側に入力端が形成され、当該入力端側のコア幅が基板端面に近づくにつれて次第に狭くなるように形成されたコアをクラッドで包囲した第一モニター導波路であって、当該第一モニター導波路の入力端を切断し、切断後の入力端と光ファイバとの結合損失を測定することにより、前記入力導波路の前記入力端または前記出力導波路の前記出力端のコア幅として使用する最適なコア幅を求めるための第一モニター導波路と、前記入力導波路の前記入力端側の位置する前記基板の縁端側に位置して当該入力端側と同一の形状をなす入力端と、前記出力導波路の前記出力端側の位置する当該基板の縁端側に位置して当該出力端と同一の形状をなす出力端とを備えた導波路と、前記入力導波路の前記入力端側の位置する前記基板の縁端側と前記出力導波路の前記出力端側の位置する当該基板の縁端側に両端を有し、コア幅が一定である直線導波路とを備えた第二モニター導波路であって、前記入力導波路の前記入力端および前記出力導波路の前記出力端における結合損失を見積もるための第二モニター導波路と、が前記基板に形成されているように構成してもよい。
In order to solve the above-described problems, a planar optical circuit according to the present invention includes a planar optical circuit in which an input waveguide and an output waveguide are formed on a substrate, and a core having a high refractive index is surrounded by a cladding having a low refractive index. And the input waveguide side of the input waveguide is formed so that the core width of the input end side of the input waveguide or the output end side of the core of the output waveguide gradually decreases toward the substrate end surface. edge side and the output input to with any different edge side of the edge side of the substrate positioned in the output end of the waveguide of the substrate is formed to the position of the end, the core width of the input end side A first monitor waveguide in which a core formed so as to become gradually narrower as it approaches the substrate end surface is surrounded by a clad , wherein the input end of the first monitor waveguide is cut, and the input end and the optical fiber after cutting Result of By measuring the loss, the first monitor waveguide for obtaining an optimum core width used as the core width of the input end or the output end of the output waveguide of said input waveguide, said input waveguide An input end located on the edge side of the substrate located on the input end side and having the same shape as the input end side, and an edge side of the substrate located on the output end side of the output waveguide A second monitor waveguide having an output end positioned at the same shape as the output end for estimating a coupling loss at the input end of the input waveguide and at the output end of the output waveguide The second monitor waveguide is formed on the substrate.
The planar optical circuit according to the present invention is a planar optical circuit in which an input waveguide and an output waveguide each having a high refractive index core surrounded by a low refractive index cladding are formed on a substrate. The core width on the input end side of the core or on the output end side of the core of the output waveguide is formed so as to gradually narrow toward the end face of the substrate, and the edge of the substrate on which the input end of the input waveguide is located An input end is formed on the edge side different from both the end side and the edge side of the substrate where the output end of the output waveguide is located, and the core width on the input end side gradually becomes narrower as it approaches the substrate end surface. the formed core as a first monitor waveguide surrounded by a cladding, to cut the input of the first monitor waveguide, measuring the coupling loss between the input end and the optical fiber after cutting Ri, a first monitor waveguide for obtaining an optimum core width used as the core width of the input end or the output end of the output waveguide of said input waveguide, said input end of said input waveguide An input end located on the edge side of the substrate located and having the same shape as the input end side, and an output located on the edge side of the substrate located on the output end side of the output waveguide A waveguide having an output end having the same shape as the end, an edge side of the substrate positioned on the input end side of the input waveguide, and the substrate positioned on the output end side of the output waveguide in the have a both ends edge side, a second monitor waveguide and a linear waveguide, the core width is constant, the input end and the output end of the output waveguide of said input waveguide second monitor waveguide and, said group for estimating the coupling loss It may be configured as being formed on.

また、本発明は、基板と、屈折率の高いコアを屈折率の低いクラッドに埋め込んだ導波路と、該導波路の一部として基板端面近傍に配置されたスポットサイズ変換器とから構成される光回路であって、前記基板端面側にスポットサイズ変換器を有するモニター導波路が複数前記基板上に形成され、更に、前記複数のモニター導波路におけるスポットサイズ変換器が、該モニター導波路の長手方向に一定の距離だけ互いにずらして配置されており、前記複数のモニター導波路は、当該複数のモニター導波路のスポットサイズ変換器を所定の切断位置で切断した後の当該複数のモニター導波路のスポットサイズ変換器と光ファイバとの結合損失を測定することにより、前記導波路のスポットサイズ変換器の基板端面側のコア幅として使用する最適なコア幅を求めるためのものであり、前記導波路のスポットサイズ変換器は、前記基板端面と当該スポットサイズ変換器との距離が前記基板端面と前記所定の切断位置との距離よりも大きくなるように前記基板に配置されており、前記導波路のスポットサイズ変換器と前記複数のモニター導波路のスポットサイズ変換器のそれぞれは、そのコア幅が基板端面において最小となるように形成され、基板端面側のコア幅微調整部とそれに続くコア幅変換部とを有し、該コア幅微調整部の平均テーパ角度θ が、0°よりも大きく該コア幅変換部の平均テーパ角度θ よりも小さいように構成してもよい。 Further, the present invention comprises a substrate, a waveguide in which a core having a high refractive index is embedded in a cladding having a low refractive index, and a spot size converter disposed as a part of the waveguide near the end face of the substrate. an optical circuit that monitor waveguide having a spot size converter is formed in a plurality on the substrate in the substrate end face side, further, the spot size converter in said plurality of monitor waveguides, those the monitor waveguide The plurality of monitor waveguides are arranged to be shifted from each other by a predetermined distance in the longitudinal direction of the plurality of monitor waveguides after the spot size converters of the plurality of monitor waveguides are cut at a predetermined cutting position. By measuring the coupling loss between the spot size converter of the waveguide and the optical fiber, it is used as the core width on the substrate end face side of the spot size converter of the waveguide In order to obtain an appropriate core width, the spot size converter of the waveguide has a distance between the substrate end face and the spot size converter larger than a distance between the substrate end face and the predetermined cutting position. Each of the spot size converter of the waveguide and the spot size converter of the plurality of monitor waveguides is formed so that the core width is minimized at the end face of the substrate, and a core width fine-tuning part of the substrate end face side and the core width converting part which follows, the mean taper angle theta 1 of the core width fine-tuning part, the average taper angle of greater said core width converting part than 0 ° theta You may comprise so that it may be smaller than 2 .

また、本発明は、基板と、屈折率の高いコアを屈折率の低いクラッドに埋め込んだ導波路と、該導波路の一部として基板端面近傍に配置されたスポットサイズ変換器とから構成される光回路であって、前記導波路の入力端の位置する前記基板の縁端側および前記導波路の出力端の位置する前記基板の縁端側のいずれとも異なる縁端側に、コア幅が基板端面に近づくにつれて次第に狭くなるように形成されたスポットサイズ変換器を備える第一モニター導波路であって、当該第一モニター導波路のスポットサイズ変換器の入力端を切断し、切断後の入力端と光ファイバとの結合損失を測定することにより、前記導波路のスポットサイズ変換器の基板端面側のコア幅として使用する最適なコア幅を求めるための第一モニター導波路と、前記導波路の入力端及び出力端の位置する前記基板の両縁端側にスポットサイズ変換器を備える第二モニター導波路であって、前記導波路の前記入力端および前記導波路の前記出力端における結合損失を見積もるための第二モニター導波路と、が前記基板上に形成されている光回路であり前記導波路のスポットサイズ変換器、前記第一モニター導波路のスポットサイズ変換器、及び前記第二モニター導波路の両端のスポットサイズ変換器はそれぞれ、そのコア幅が基板端面において最小となるように形成され、基板端面側のコア幅微調整部とそれに続くコア幅変換部とを有し、該コア幅微調整部の平均テーパ角度θ が、0°よりも大きく該コア幅変換部の平均テーパ角度θ よりも小さいように構成してもよい。
また、本発明は、基板と、屈折率の高いコアを屈折率の低いクラッドに埋め込んだ導波路と、該導波路の一部として基板端面近傍に配置されたスポットサイズ変換器とから構成される光回路であって、前記導波路の入力端の位置する前記基板の縁端側および前記導波路の出力端の位置する前記基板の縁端側のいずれとも異なる縁端側に、コア幅が基板端面に近づくにつれて次第に狭くなるように形成されたスポットサイズ変換器を備える第一モニター導波路であって、当該第一モニター導波路のスポットサイズ変換器の入力端を切断し、切断後の入力端と光ファイバとの結合損失を測定することにより、前記導波路のスポットサイズ変換器の基板端面側のコア幅として使用する最適なコア幅を求めるための第一モニター導波路と、前記導波路の入力端及び出力端の位置する前記基板の両縁端側にスポットサイズ変換器を備えるスポットサイズ変換器付き導波路と、前記基板の両縁端側に両端を有し、コア幅が一定である直線導波路とを備える第二モニター導波路であって、前記導波路の前記入力端および前記導波路の前記出力端における結合損失を見積もるための第二モニター導波路と、が前記基板上に形成されている光回路であり前記導波路のスポットサイズ変換器、前記第一モニター導波路のスポットサイズ変換器、及び前記スポットサイズ変換器付き導波路の両端のスポットサイズ変換器はそれぞれ、そのコア幅が基板端面において最小となるように形成され、基板端面側のコア幅微調整部とそれに続くコア幅変換部とを有し、該コア幅微調整部の平均テーパ角度θ が、0°よりも大きく該コア幅変換部の平均テーパ角度θ よりも小さいように構成してもよい。
The present invention also includes a substrate, a waveguide in which a core having a high refractive index is embedded in a clad having a low refractive index, and a spot size converter disposed as a part of the waveguide near the end face of the substrate. an optical circuit, said any of the edge side of the substrate positioned in the edge side and the output end of the waveguide of the substrate located in the input end of the waveguide at different edge side, the core width substrate A first monitor waveguide having a spot size converter formed so as to become gradually narrower as it approaches the end surface , wherein the input end of the spot size converter of the first monitor waveguide is cut, and the input end after cutting and by measuring the coupling loss between the optical fiber, a first monitor waveguide for obtaining an optimum core width used as the core width of the substrate end face side of the spot size converter of the waveguide, the waveguide A second monitor waveguide comprising a spot size converter at both edge side of the substrate located in the input and output ends, the coupling losses at the input end and the output end of the waveguide of the waveguide second and monitor waveguide, an optical circuit is formed on the substrate, a spot size converter of the waveguide, the spot size converter of the first monitor waveguide, and the second monitor to estimate Each of the spot size converters at both ends of the waveguide is formed such that the core width is minimized at the substrate end surface, and has a core width fine adjustment unit on the substrate end surface side and a core width conversion unit following the core width conversion unit. You may comprise so that the average taper angle (theta) 1 of a width fine adjustment part may be larger than 0 degree and smaller than the average taper angle (theta) 2 of this core width conversion part .
The present invention also includes a substrate, a waveguide in which a core having a high refractive index is embedded in a clad having a low refractive index, and a spot size converter disposed as a part of the waveguide near the end face of the substrate. an optical circuit, said any of the edge side of the substrate positioned in the edge side and the output end of the waveguide of the substrate located in the input end of the waveguide at different edge side, the core width substrate A first monitor waveguide having a spot size converter formed so as to become gradually narrower as it approaches the end surface , wherein the input end of the spot size converter of the first monitor waveguide is cut, and the input end after cutting and by measuring the coupling loss between the optical fiber, a first monitor waveguide for obtaining an optimum core width used as the core width of the substrate end face side of the spot size converter of the waveguide, the waveguide And with a waveguide spot size converter at both edge side of the substrate located in the input and output ends comprises a spot size converter, possess both ends on both edges end side of the substrate is the core width is constant A second monitor waveguide comprising a straight waveguide, the second monitor waveguide for estimating a coupling loss at the input end of the waveguide and the output end of the waveguide formed on the substrate an optical circuit which is, the waveguide of the spot size converter, each of the first monitor waveguide spot size converter, and a spot size converter of both ends of the spot size converter with waveguides, the core width is formed to minimize the substrate end face, and a core width fine-tuning part of the substrate end face side and the core width converting part which follows, the mean taper angle theta 1 of the core width fine-tuning part, ° may be configured to be less than 2 increased the average taper angle of said core width converting part θ than.

本発明の光回路によれば、小型化を図りながらもSHΔ導波路の結合損失を抑制することができる。特に、モニター導波路を用いることにより、基板の切断時に生じる切断誤差を解消することができ、低結合損失を常に実現することができる。このため、多くの光回路、特に、低損失で高集積な光回路を光通信システムに効率よく適用することができるので、需要の伸びる大容量光通信システムを構築することができる。   According to the optical circuit of the present invention, it is possible to suppress the coupling loss of the SHΔ waveguide while reducing the size. In particular, by using the monitor waveguide, it is possible to eliminate a cutting error that occurs when the substrate is cut, and to always realize a low coupling loss. For this reason, many optical circuits, in particular, a low-loss and highly integrated optical circuit can be efficiently applied to an optical communication system, so that a large-capacity optical communication system with increasing demand can be constructed.

従来技術で説明したように、狭テーパを用いたスポットサイズ変換器は、光ファイバとの結合損失が最小となるコア幅の作製トレランスが非常に狭い。すなわちコアとクラッドとの比屈折率差Δやコア厚などの作製条件によりコア幅の最適値が変動してしまう。本発明では、コア幅を微調整することにより最適なコア幅を得ることを可能とするために、入出力導波路におけるコア幅を基板端面に近づくにつれて狭くなるようにする。その端面位置を調整することにより、最適なコア幅を再現性よく実現する平面型光回路を提供する。以下、本発明における各実施の形態について説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
[第一番目の実施の形態]
<第一例>
本発明による平面型光回路の第一番目の実施の形態の第一例を図1〜5を用いて説明する。図1は、平面型光回路の概略構成図、図2は、図1の平面型光回路の入力導波路および出力導波路のコアの抽出拡大図、図3は、図1の平面型光回路の入力導波路および出力導波路の作成手順の説明図、図4は、 基板端面におけるコア幅と結合損失の関係を計算で求めた結果であり、図5は、切り出し誤差の説明図である。
As explained in the prior art, a spot size converter using a narrow taper has a very narrow fabrication tolerance of the core width that minimizes the coupling loss with the optical fiber. That is, the optimum value of the core width varies depending on the manufacturing conditions such as the relative refractive index difference Δ between the core and the clad and the core thickness. In the present invention, in order to obtain an optimum core width by finely adjusting the core width, the core width in the input / output waveguide is made narrower as it approaches the substrate end face. Provided is a planar optical circuit that realizes an optimum core width with good reproducibility by adjusting the end face position. Hereinafter, although each embodiment in the present invention is described, the present invention is not limited to these embodiments.
[First embodiment]
<First example>
A first example of the first embodiment of the planar optical circuit according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a schematic configuration diagram of a planar optical circuit, FIG. 2 is an enlarged view of extraction of cores of an input waveguide and an output waveguide of the planar optical circuit of FIG. 1, and FIG. 3 is a planar optical circuit of FIG. FIG. 4 is a result of calculation of the relationship between the core width and the coupling loss at the substrate end face, and FIG. 5 is an explanatory diagram of the cut-out error.

図1に示すように、シリコン製の基板11上には、屈折率の高いコアを屈折率の低いクラッドで包囲した石英系ガラス製の入力導波路12が形成されており、当該入力導波路12は、図2に示すように、コア12aが基板11の縁端側に位置する入力端側において当該入力端側ほど小さいコア幅となるテーパ状となるように当該コア幅を次第に変化させたテーパ部12aaを有している。   As shown in FIG. 1, an input waveguide 12 made of silica glass in which a core having a high refractive index is surrounded by a clad having a low refractive index is formed on a silicon substrate 11. As shown in FIG. 2, the taper is obtained by gradually changing the core width so that the core 12a has a tapered shape with a smaller core width on the input end side located on the edge side of the substrate 11 toward the input end side. It has a part 12aa.

なお、各実施の形態において、基板端面の近傍から基板端面にかけて幅の狭くなっている導波路の部分をスポットサイズ変換器という。例えば、図2におけるテーパ状となっている導波路部分はスポットサイズ変換器である。   In each embodiment, the portion of the waveguide whose width is narrow from the vicinity of the substrate end surface to the substrate end surface is referred to as a spot size converter. For example, the tapered waveguide portion in FIG. 2 is a spot size converter.

図1に示すように、前記入力導波路12は、基板11に形成された石英系ガラス製のスラブ導波路13に接続している。スラブ導波路13には、基板11に形成された石英系ガラス製のアレイ導波路14の一端側がそれぞれ接続している。アレイ導波路14の途中には、偏光依存性を解消する 1/2波長板15が設けられている。アレイ導波路14の他端側は、基板11に形成された石英系ガラス製のスラブ導波路16に接続している。   As shown in FIG. 1, the input waveguide 12 is connected to a quartz glass slab waveguide 13 formed on a substrate 11. One end side of an arrayed waveguide 14 made of quartz glass formed on the substrate 11 is connected to the slab waveguide 13. A half-wave plate 15 that eliminates polarization dependence is provided in the middle of the arrayed waveguide 14. The other end side of the arrayed waveguide 14 is connected to a quartz glass slab waveguide 16 formed on the substrate 11.

前記スラブ導波路16には、基板11に形成された石英系ガラス製の出力導波路17がそれぞれ接続しており、当該出力導波路17は、図2に示すように、そのコア17aが基板11の縁端側に位置する出力端側において当該出力側ほど小さいコア幅となるテーパ状となるように当該コア幅を次第に変化させたテーパ部17aaを有している。   A quartz glass output waveguide 17 formed on the substrate 11 is connected to the slab waveguide 16, and the output waveguide 17 has a core 17 a formed on the substrate 11 as shown in FIG. 2. A taper portion 17aa in which the core width is gradually changed so as to have a taper shape with a smaller core width toward the output side is provided on the output end side located on the edge side.

このような平面型光回路10の上記導波路12,17は、以下のようにして形成される。   The waveguides 12 and 17 of the planar optical circuit 10 are formed as follows.

まず、シリコン製の基板11上にSiO2 を主体とした下部クラッドガラススートを火炎堆積法により堆積し、続いて、SiO2 にGeO2 を添加したコアガラススートを上記下部クラッドガラススート上に火炎堆積法により堆積した後、高温熱処理(1000℃以上)して上記ガラススートを透明化することにより、基板11上に下部クラッドガラス12baおよびコアガラス12aを形成する(図3(a))。このとき、下部クラッドガラス12baおよびコアガラス12aが目的とする厚さとなるように上記火炎堆積法による堆積時の厚さを調整する。 First, a lower clad glass soot mainly composed of SiO 2 is deposited on a silicon substrate 11 by a flame deposition method, and then a core glass soot obtained by adding GeO 2 to SiO 2 is flame-flamed on the lower clad glass soot. After being deposited by the deposition method, the glass soot is made transparent by high-temperature heat treatment (1000 ° C. or higher) to form the lower clad glass 12ba and the core glass 12a on the substrate 11 (FIG. 3A). At this time, the thickness at the time of deposition by the flame deposition method is adjusted so that the lower clad glass 12ba and the core glass 12a have target thicknesses.

次に、フォトリソグラフィ技術により、コアガラス12a上にエッチングマスク100を基板11の縁端側において当該縁端側ほど小さい幅のテーパ状となるように形成した後(図3(b))、反応性イオンエッチングにより、コアガラス12aのパターン化を行い(図3(c))、続いて、エッチングマスク100を除去する(図3(d))。   Next, an etching mask 100 is formed on the core glass 12a by a photolithographic technique so that the edge of the substrate 11 has a taper shape with a smaller width toward the edge (FIG. 3B), and then the reaction. The core glass 12a is patterned by reactive ion etching (FIG. 3C), and then the etching mask 100 is removed (FIG. 3D).

最後に、BやPなどのようなドーパントを添加してガラス転移温度を下げたSiO主体の上部クラッドガラス12bbを火炎堆積法により下部クラッドガラス12baおよびコアガラス12a上に堆積して、隣り合うコアガラス12aの狭い間にも当該上部クラッドガラス12bbを入り込ませることにより(図3(e))、基板11上に前記導波路12,17を形成することができる。 Finally, a SiO 2 -based upper clad glass 12bb having a glass transition temperature lowered by adding a dopant such as B 2 O 3 or P 2 O 5 is deposited on the lower clad glass 12ba and the core glass 12a by a flame deposition method. The waveguides 12 and 17 can be formed on the substrate 11 by depositing and allowing the upper cladding glass 12bb to enter even between the adjacent core glasses 12a (FIG. 3E).

このような平面型光回路10においては、複数の異なる波長を有する多重化された光信号を入力導波路12から入射すると、当該光がスラブ導波路13を介してアレイ導波路14に入射し、 1/2波長板15で偏光依存性を解消されると共に、各アレイ導波路14の行路長の差により、スラブ導波路16内で各波長ごとに分波して各出力導波路17から出力される。   In such a planar optical circuit 10, when a multiplexed optical signal having a plurality of different wavelengths enters from the input waveguide 12, the light enters the arrayed waveguide 14 via the slab waveguide 13, The half-wave plate 15 eliminates the polarization dependency, and the light is demultiplexed for each wavelength in the slab waveguide 16 due to the difference in the path length of each arrayed waveguide 14 and output from each output waveguide 17. The

ここで、図4に、コア径9μmの単一モード光ファイバに対して、基板端面におけるコア幅と結合損失の関係を計算で求めた結果を示す。但しコア厚は5μm、Δを1.5%とした。図からわかるように、コア幅を5μmから徐々に狭くしていくとそれに伴い導波路中のスポットサイズは小さくなり、一旦ファイバとの結合損失は増加する。しかし、コア幅が4μm以下となるとコアへの光の閉じこめが弱くなりスポットサイズは広がるため、ファイバとの結合損失は低くなる。更にコア幅を低減していくと1.2μm近傍で結合損失が最低になる。しかし、その後急速に結合損失が増加する。これは、コア幅が狭すぎてスポットサイズが急速に拡大するためである。   Here, FIG. 4 shows the result of calculating the relationship between the core width and the coupling loss at the end face of the substrate for a single mode optical fiber having a core diameter of 9 μm. However, the core thickness was 5 μm and Δ was 1.5%. As can be seen from the figure, when the core width is gradually reduced from 5 μm, the spot size in the waveguide decreases accordingly, and the coupling loss with the fiber once increases. However, when the core width is 4 μm or less, light confinement to the core is weakened and the spot size is widened, so that the coupling loss with the fiber is low. When the core width is further reduced, the coupling loss is minimized in the vicinity of 1.2 μm. However, the coupling loss increases rapidly thereafter. This is because the spot size increases rapidly because the core width is too narrow.

さて、図4に示すように、コア幅が1.2μmであると、結合損失が約0.5dBとなり、入出力の両側の合計で約1.0dB程度の結合損失に抑えることができる。一方、導波路は、シングルモード光を伝搬させるように設計するため、その材質等によってコアの幅や厚さが決まってしまう。   As shown in FIG. 4, when the core width is 1.2 μm, the coupling loss is about 0.5 dB, and the total of the coupling loss on the both sides of the input and output can be suppressed to about 1.0 dB. On the other hand, since the waveguide is designed to propagate single mode light, the width and thickness of the core are determined by the material and the like.

そこで、本実施の形態の第一例の平面型光回路10においては、前記導波路12,17のコア12a,17aの基板11の縁端側に上述したようなテーパ部12aa,17aaを形成することにより、シングルモード光の伝搬条件を満足しながらも、結合損失を低減することができるようにしたのである。   Therefore, in the planar optical circuit 10 of the first example of the present embodiment, the tapered portions 12aa and 17aa as described above are formed on the edge side of the substrate 11 of the cores 12a and 17a of the waveguides 12 and 17, respectively. Thus, the coupling loss can be reduced while satisfying the propagation condition of the single mode light.

上記のように、コア幅1.2μm近傍では、コア幅が少しずれただけで、結合損失が大幅に増大してしまうため、平面型光回路10の切り出し時の誤差によって、入力導波路12および出力導波路17のコア幅がずれて結合損失の増加を引き起こしてしまう可能性がある。   As described above, in the vicinity of the core width of 1.2 μm, the coupling loss is greatly increased even if the core width is slightly shifted. Therefore, due to an error at the time of cutting out the planar optical circuit 10, the input waveguide 12 and There is a possibility that the core width of the output waveguide 17 is shifted and the coupling loss is increased.

ここで、図5に示すように、コア12a,17aのテーパ部12aa,17aaのテーパ角をθとし、切り出し位置のずれ量をΔxとすると、コア幅の片側のずれ量Δaを下記の式(2)で表すことができる。   Here, as shown in FIG. 5, assuming that the taper angle of the taper portions 12aa and 17aa of the cores 12a and 17a is θ and the shift amount of the cutout position is Δx, the shift amount Δa on one side of the core width is expressed by the following formula ( 2).

Δa=Δx・tanθ (2)
例えば、θが1.5°とした場合にΔxが5μm(切り出し誤差の通常の大きさ)となった場合、Δaは0.13μmとなるため、両側のずれ量2Δaは0.26μmとなる。よって、コア幅は1.2±0.26μmとなって、図4からわかるように、結合損失は約0.7dB程度となり、Δxが0の場合と比べても約0.2dB程度しか増加しない。したがって、平面型光回路10の切り出し時に誤差を生じても、結合損失に大きな影響を及ぼすことがなく、結合損失を低減した平面型光回路10を定常的に製作することが容易にできる。
Δa = Δx · tan θ (2)
For example, when [theta] is 1.5 [deg.] And [Delta] x is 5 [mu] m (normal size of cut-out error), [Delta] a is 0.13 [mu] m, so the deviation 2 [Delta] a on both sides is 0.26 [mu] m. Therefore, the core width is 1.2 ± 0.26 μm, and as can be seen from FIG. 4, the coupling loss is about 0.7 dB, which is only about 0.2 dB higher than when Δx is 0. . Accordingly, even if an error occurs when the planar optical circuit 10 is cut out, the coupling loss is not greatly affected, and the planar optical circuit 10 with reduced coupling loss can be easily manufactured on a regular basis.

なお、前記導波路12,17のコア12a,17aのテーパ部12aa,17aaのテーパ角θは、0°よりも大きく5°以下であると好ましい。なぜなら、テーパ角θが0°であると、本発明による効果を得ることができず、テーパ角θが5°を超えると、前述した切り出し誤差によるコア幅のずれ量Δaが大きくなり過ぎてしまい、結合損失が大きくなり過ぎてしまうからである。   The taper angle θ of the taper portions 12aa and 17aa of the cores 12a and 17a of the waveguides 12 and 17 is preferably greater than 0 ° and 5 ° or less. This is because if the taper angle θ is 0 °, the effect of the present invention cannot be obtained, and if the taper angle θ exceeds 5 °, the core width deviation amount Δa due to the above-described cutting error becomes too large. This is because the coupling loss becomes too large.

また、上述した平面型光回路10においては、シリコン製の基板11上に石英系の各種導波路11〜17を形成したが、これに限らず、ポリイミド、シリコン、半導体、LiNbO等の材料からなる前記導波路11〜17を各種材料の基板11上に形成したものであってもよい。 In the planar optical circuit 10 described above, the quartz-based waveguides 11 to 17 are formed on the silicon substrate 11. However, the present invention is not limited to this, and materials such as polyimide, silicon, semiconductor, and LiNbO 3 are used. The waveguides 11 to 17 may be formed on the substrate 11 made of various materials.

<第二例>
図2に示すような単純なテーパを設ける代わりに、例えば、図6に示すように、基板11の縁端側に位置する入力端側または出力端側において当該入出力端側ほど小さいコア幅となるように当該コア幅を次第に変化させる複数の段部32aa,37aaを形成したコア32a,37aを適用してもよい。
<Second example>
Instead of providing a simple taper as shown in FIG. 2, for example, as shown in FIG. 6, the input / output end side located on the edge side of the substrate 11 has a smaller core width toward the input / output end side. The cores 32a and 37a formed with a plurality of step portions 32aa and 37aa that gradually change the core width may be applied.

このとき、隣接する段部32aa,37aaの差Δbをできるだけ小さくするように当該段部32aa,37aaの数を多くすれば、コア32a,37aの形状が上述した場合のテーパ状に近似するようになり、結合損失の低減効果を向上させることができるため、切り出し誤差Δxを考慮した上で、できる限り段部32aa,37aaの数を多くした方が好ましい。   At this time, if the number of the step portions 32aa and 37aa is increased so as to make the difference Δb between the adjacent step portions 32aa and 37aa as small as possible, the shape of the cores 32a and 37aa is approximated to the taper shape in the case described above. Thus, since the effect of reducing the coupling loss can be improved, it is preferable to increase the number of the step portions 32aa and 37aa as much as possible in consideration of the cut-out error Δx.

つまり、複数の段部32aa,37aaにより入出力端側ほど小さいコア幅となるようにしているため、切り出した位置において低結合損失が得られなかったとしても、別の位置で再度切断して使用することができるので、最適なコア幅の正確な値が既知でなく、解析による推定値しか得られない場合であっても、切り出し位置を変えていくことにより最適なコア幅を探索することができるのである。   In other words, since the core width is made smaller toward the input / output end side by the plurality of step portions 32aa and 37aa, even if a low coupling loss is not obtained at the cut-out position, it is used by cutting again at another position. Even if the exact value of the optimal core width is not known and only the estimated value can be obtained by analysis, the optimal core width can be searched by changing the cutout position. It can be done.

よって、上記コア32a,37aを適用すれば、切り出し誤差Δxを生じたとしても、目的とするコア幅を得ることが容易にできるようになる。   Therefore, if the cores 32a and 37a are applied, the target core width can be easily obtained even if the cutting error Δx occurs.

ここで、前記コア32a,37aの隣り合う段部32aa,37aaの差(段部の大きさ)Δbは、0μmよりも大きく5μm以下であると好ましい。なぜなら、Δbが0μmであると、本発明による効果を得ることができず、Δbが5μmを超えると、シングルモード光の伝搬条件を満たせなくなってしまうからである。   Here, the difference (step size) Δb between the adjacent step portions 32aa and 37aa of the cores 32a and 37a is preferably greater than 0 μm and not more than 5 μm. This is because if Δb is 0 μm, the effect of the present invention cannot be obtained, and if Δb exceeds 5 μm, the propagation condition for single mode light cannot be satisfied.

なお、図6に示した場合では、隣接する段部32aa,37aaの差(段部の大きさ)Δbおよび段部32aa,37aaの長さをすべて一定としたが、隣接する段部32aa,37aaの差(段部の大きさ)Δbおよび段部32aa,37aaの長さを異なるように設定することも可能である。   In the case shown in FIG. 6, the difference between the adjacent step portions 32aa and 37aa (the size of the step portion) Δb and the length of the step portions 32aa and 37aa are all constant, but the adjacent step portions 32aa and 37aa. (Step size) Δb and the lengths of the step portions 32aa and 37aa can be set to be different.

<第三例>
さらに、例えば、図7に示すように、基板11の縁端側に位置する入力端側または出力端側において当該入出力端側ほど小さいコア幅となるテーパ状となるように当該コア幅を次第に変化させたテーパ部42aa,47aaと、一定のコア幅となるように軸心方向に沿って形成されたストレート部42ab,47abとを交互に複数形成されたコア42a,47aを適用することも可能である。
<Third example>
Further, for example, as shown in FIG. 7, the core width is gradually reduced so that the input / output end side on the input end side or the output end side positioned on the edge side of the substrate 11 has a tapered shape with a smaller core width. It is also possible to apply cores 42a, 47a in which a plurality of taper portions 42aa, 47aa changed and straight portions 42ab, 47ab formed along the axial direction so as to have a constant core width are alternately formed. It is.

このようなコア42a,47aを適用すれば、シングルモード光の伝搬条件を満足しながらも、結合損失を低減することができるのはもちろんのこと、ストレート部42ab,47abで切り出すことにより、切り出し誤差を緩衝することができ、目的とするコア幅を得ることが容易にできる。   When such cores 42a and 47a are applied, the coupling loss can be reduced while satisfying the propagation condition of the single mode light, as well as the cutting error by cutting out at the straight portions 42ab and 47ab. Can be buffered, and the desired core width can be easily obtained.

ここで、前記コア42a,47aの前記ストレート部42ab,47abの長さsは、1μm以上であると好ましい。なぜなら、sが1μm未満であると、切り出し誤差を緩衝することが困難となってしまうからである。   Here, the length s of the straight portions 42ab and 47ab of the cores 42a and 47a is preferably 1 μm or more. This is because, if s is less than 1 μm, it becomes difficult to buffer the clipping error.

なお、図7に示した場合では、テーパ部42aa,47aaおよびストレート部42ab,47abの長さをすべて一定としたが、これら長さを異なるように設定することも可能である。   In the case shown in FIG. 7, the lengths of the tapered portions 42aa and 47aa and the straight portions 42ab and 47ab are all constant, but these lengths may be set differently.

<第四例>
また、例えば、図8に示すように、平面型光回路10の表面の前記導波路12,17の入出力端側の近傍に、これら導波路12,17の切断位置を示すマーカLa1,La2を製造時に形成したり、上述したようなコア12a,17a,42a,47aのコア幅の変化点位置を示すマーカLb1,Lb2を製造時に形成しておけば、切断精度を容易に向上させることができる。
<Fourth example>
For example, as shown in FIG. 8, markers La1 and La2 indicating the cutting positions of the waveguides 12 and 17 are provided in the vicinity of the input / output end side of the waveguides 12 and 17 on the surface of the planar optical circuit 10. If the markers Lb1 and Lb2 indicating the positions of changing points of the core widths of the cores 12a, 17a, 42a, and 47a as described above are formed at the time of manufacture, the cutting accuracy can be easily improved. .

[第二番目の実施の形態]
<第一例>
本発明による平面型光回路の第二番目の実施の形態の第一例を図9,10を用いて説明する。図9は、平面型光回路の概略構成図、図10は、図9の平面型光回路の入力導波路および出力導波路のコアの抽出拡大図である。ただし、前述した第一番目の実施の形態と同様な部材については、前述した第一番目の実施の形態の説明で用いた符号と同一の符号を用いることにより、その説明を省略する。
[Second embodiment]
<First example>
A first example of the second embodiment of the planar optical circuit according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the planar optical circuit, and FIG. 10 is an enlarged view of the cores of the input waveguide and the output waveguide of the planar optical circuit of FIG. However, the same members as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals as those used in the description of the first embodiment, and the description thereof is omitted.

本実施の形態は、平面型光回路として、光波長多重通信システムにおいて複数の異なる波長の光信号を合波および分波するアレイ導波路格子型光波長分波回路(AWG)に本発明を適用した場合である。なお、AWGは導波路型光回路の例である。   In this embodiment, the present invention is applied to an arrayed waveguide grating type optical wavelength demultiplexing circuit (AWG) that multiplexes and demultiplexes optical signals of different wavelengths in an optical wavelength multiplexing communication system as a planar optical circuit. This is the case. Note that AWG is an example of a waveguide type optical circuit.

図9に示すように、基板11上には、入力導波路12が複数形成されており、これら入力導波路12は、図10に示すように、コア12aのテーパ部12aaの入力端面のコア幅が各入力導波路12ごとにそれぞれ異なっている。   As shown in FIG. 9, a plurality of input waveguides 12 are formed on the substrate 11, and as shown in FIG. 10, the input waveguides 12 have a core width at the input end face of the tapered portion 12aa of the core 12a. Are different for each input waveguide 12.

また、基板11には、出力導波路17が複数形成されており、これら出力導波路17は、図10に示すように、コア17aのテーパ部17aaの出力端面のコア幅が各出力導波路17ごとにそれぞれ異なっている。   In addition, a plurality of output waveguides 17 are formed on the substrate 11, and as shown in FIG. 10, each of the output waveguides 17 has a core width at the output end face of the tapered portion 17aa of the core 17a. Each one is different.

このようなAWG50の上記導波路12,17は、基本的には前述した第一番目の実施の形態の平面型光回路10と同様にして作製することができ、例えば、図11に示すように、基板11の縁端側において当該縁端側ほど小さくなると共にテーパ角θがそれぞれ異なるテーパ状のエッチングマスクを形成して反応性イオンエッチングを行ったり、図12に示すように、基板11の縁端側において当該縁端側ほど小さくなると共にテーパ部の区間がそれぞれ異なる同一のテーパ角θのテーパ状のエッチングマスク100を形成して反応性イオンエッチングを行い、基板11を直線的に切り出すことにより、入力端面または出力端面のコア幅が各々異なるテーパ部12aa,17aaを有するコア12a,17aを容易に形成することができる。   The waveguides 12 and 17 of the AWG 50 can be manufactured basically in the same manner as the planar optical circuit 10 of the first embodiment described above. For example, as shown in FIG. Then, reactive ion etching is performed by forming a tapered etching mask having a smaller taper angle θ on the edge side of the substrate 11 and having a different taper angle θ, or as shown in FIG. By forming a taper-shaped etching mask 100 having the same taper angle θ which is smaller on the edge side and with different taper sections, reactive ion etching is performed, and the substrate 11 is cut out linearly. The cores 12a and 17a having the tapered portions 12aa and 17aa having different core widths on the input end face and the output end face can be easily formed.

このような構造をなすAWG50においては、複数の異なる波長を有する多重化された光信号を任意の入力導波路12から入射すると、当該光がスラブ導波路13を介してアレイ導波路14に入射し、 1/2波長板15で偏光依存性を解消されると共に、各アレイ導波路14の行路長の差により、スラブ導波路16内で各波長ごとに分波して各出力導波路17から出力される。   In the AWG 50 having such a structure, when a multiplexed optical signal having a plurality of different wavelengths enters from an arbitrary input waveguide 12, the light enters the arrayed waveguide 14 via the slab waveguide 13. , The polarization dependency is eliminated by the half-wave plate 15, and the light is demultiplexed for each wavelength in the slab waveguide 16 due to the difference in the path length of each arrayed waveguide 14 and output from each output waveguide 17. Is done.

このようなAWG50によれば、前記コア12a,17aのテーパ部12a,17aの入出力端面のコア幅がそれぞれ異なっているので、製造誤差による結合損失の増加を解消することができる。この理由を以下に説明する。   According to such an AWG 50, since the core widths of the input / output end faces of the tapered portions 12a and 17a of the cores 12a and 17a are different from each other, an increase in coupling loss due to a manufacturing error can be eliminated. The reason for this will be described below.

入力導波路12に接続される図示しない入力ポートから入射された多重波長の信号光は、上述したようにして各波長ごとに分波されて各出力導波路17にそれぞれ接続される図示しない出力ポートから出力される。このとき、切り出し誤差により各出力ポートのコア幅にバラツキがあるため、各出力ポートごとに結合損失がそれぞれ異なってしまう。   The multiple wavelength signal light incident from an input port (not shown) connected to the input waveguide 12 is demultiplexed for each wavelength and connected to each output waveguide 17 as described above. Is output from. At this time, since the core width of each output port varies due to the cutting error, the coupling loss differs for each output port.

そこで、入力端面でのコア幅の異なる複数の入力導波路12を設け、これら入力導波路12に入力ポートを各々接続しておくことにより、結合損失を低減できる入力ポートを各出力ポートごとに選択することができるようにしたものである。また、入力ポートと出力ポートとの結合損失の和を一定にすることができるので、すべてのポートの結合損失の低減量を均等にすることができる。   Therefore, by providing a plurality of input waveguides 12 with different core widths at the input end face, and connecting the input ports to these input waveguides 12, an input port that can reduce the coupling loss is selected for each output port. It is something that can be done. In addition, since the sum of the coupling loss between the input port and the output port can be made constant, the amount of reduction in the coupling loss of all the ports can be made uniform.

<第二例>
また、例えば、前述した第一番目の実施の形態の第二例で説明したような、基板11の縁端側に位置する入力端側または出力端側おいて当該入出力端側ほど小さいコア幅となるように当該コア幅を次第に変化させる複数の段部32aa,37aaを形成したコア32a,37aを適用することも可能である。
<Second example>
Further, for example, as described in the second example of the first embodiment described above, the core width is smaller toward the input / output end side on the input end side or output end side located on the edge end side of the substrate 11. It is also possible to apply the cores 32a and 37a formed with a plurality of step portions 32aa and 37aa that gradually change the core width so that

<第三例>
さらに、前述した第一番目の実施の形態の第三例で説明したような、基板11の縁端側に位置する入力端側または出力端側において当該入出力端側ほど小さいコア幅となるテーパ状となるように当該コア幅を次第に変化させたテーパ部42aa,47aaと、一定のコア幅となるように軸心方向に沿って形成されたストレート部42ab,47abとを交互に複数形成されたコア42a,47aを適用することも可能である。
<Third example>
Further, as described in the third example of the first embodiment, the taper having a smaller core width toward the input / output end side on the input end side or output end side located on the edge end side of the substrate 11. A plurality of taper portions 42aa and 47aa whose core widths are gradually changed so as to have a shape and straight portions 42ab and 47ab formed along the axial direction so as to have a constant core width are formed alternately. It is also possible to apply the cores 42a and 47a.

<第四例>
また、本実施の形態の第一例では、複数の入力導波路12にそれぞれ接続された入力ポートのうち、結合損失が最も小さくなる入力ポートを選択して信号光を入射するようにしたが、すべての入力導波路12を使用する必要がある場合には、例えば、図13に示すように、前述した第一番目の実施の形態で説明したような入力導波路12を複数備えた入力ポートiをAWG50の各入力導波路12に接続すると共に、前述した第一番目の実施の形態で説明したような出力導波路17を複数備えた出力ポートjをAWG50の各出力導波路17に接続し、各入力ポートiにおいて最適な入力導波路12をそれぞれ選択してAWG50の各入力導波路12に信号光を入射すれば、AWG50の各出力導波路17の出力ポートjの出力導波路17から信号光を出力することができるので、製造誤差にかかわらず、すべてのポートi,jにおいて結合損失を低減することができる。
<Fourth example>
Further, in the first example of the present embodiment, among the input ports connected to the plurality of input waveguides 12, the input port with the smallest coupling loss is selected and the signal light is incident. When it is necessary to use all the input waveguides 12, for example, as shown in FIG. 13, an input port i having a plurality of input waveguides 12 as described in the first embodiment described above. Is connected to each input waveguide 12 of the AWG 50, and an output port j having a plurality of output waveguides 17 as described in the first embodiment is connected to each output waveguide 17 of the AWG 50, If an optimal input waveguide 12 is selected at each input port i and signal light is incident on each input waveguide 12 of the AWG 50, the output waveguide 17 of the output port j of each output waveguide 17 of the AWG 50 is selected. It is possible to output a signal light, irrespective of the manufacturing error, all ports i, it is possible to reduce the coupling loss in j.

[第三番目の実施の形態]
本発明による平面型光回路の第三番目の実施の形態を図14を用いて説明する。図14は、平面型光回路の概略構成図である。ただし、前述した第一,二番目の実施の形態と同様な部材については、前述した第一,二番目の実施の形態の説明で用いた符号と同一の符号を用いることにより、その説明を省略する。
[Third embodiment]
A third embodiment of the planar optical circuit according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a planar optical circuit. However, members similar to those in the first and second embodiments described above are omitted by using the same reference numerals as those used in the description of the first and second embodiments described above. To do.

図14に示すように、基板11には、第一モニター導波路68および第二モニター導波路69がそれぞれ複数形成されている。上記第一モニター導波路68は、入力端68aが、入力導波路12の入力端および出力導波路17の出力端の位置する基板11の縁端側と異なる縁端側に位置し、当該入力端68a側が、当該入力端68a側ほど小さいコア幅となるなるようにテーパ状に形成されると共に、入力端68aのコア幅が、各導波路68ごとにそれぞれ異なる一方、出力端68bが、出力導波路17の出力端の位置する基板11の縁端側に位置している。   As shown in FIG. 14, a plurality of first monitor waveguides 68 and second monitor waveguides 69 are formed on the substrate 11. The first monitor waveguide 68 has an input end 68a located on the edge side different from the edge side of the substrate 11 where the input end of the input waveguide 12 and the output end of the output waveguide 17 are located. The 68a side is tapered so that the core width becomes smaller toward the input end 68a, and the core width of the input end 68a is different for each waveguide 68, while the output end 68b is the output guide. It is located on the edge side of the substrate 11 where the output end of the waveguide 17 is located.

また、上記第二モニター導波路69は、その入力端69aおよび出力端69bが、入力導波路12および出力導波路17と同一の構造をなしている。すなわち、その入力端69aが、入力導波路12の入力端の位置する基板11の縁端側に位置し、当該入力端69a側が、当該入力端69a側ほど小さいコア幅となるようにテーパ状に形成されると共に、入力端69aのコア幅が、各導波路69ごとにそれぞれ異なる一方、出力端69bが、出力導波路17の出力端の位置する基板11の縁端側に位置し、当該出力端69b側が、当該出力端69b側ほど小さいコア幅となるようにテーパ状に形成されると共に、出力端69bのコア幅が、各導波路69ごとにそれぞれ異なっている。   Further, the input end 69 a and the output end 69 b of the second monitor waveguide 69 have the same structure as the input waveguide 12 and the output waveguide 17. That is, the input end 69a is located on the edge side of the substrate 11 where the input end of the input waveguide 12 is located, and the input end 69a side is tapered so that the core width becomes smaller toward the input end 69a side. In addition, the core width of the input end 69a is different for each waveguide 69, while the output end 69b is located on the edge side of the substrate 11 where the output end of the output waveguide 17 is located. The end 69b side is tapered so that the core width is smaller toward the output end 69b, and the core width of the output end 69b is different for each waveguide 69.

このようなモニター導波路68,69を形成されたAWG60においては、基板11の上記モニター導波路68の上記入力端68aを切断してその結合損失を測定することを繰り返し、結合損失のコア幅依存性を調べて最適なコア幅を求めた後、当該コア幅となるように基板11の入力導波路12側および出力導波路17側の縁端を切断することにより、入力導波路12の入力端面および出力導波路17の出力端面のコア幅を最適な大きさにそれぞれ設定することができる。   In the AWG 60 in which the monitor waveguides 68 and 69 are formed, the input end 68a of the monitor waveguide 68 of the substrate 11 is cut and the coupling loss is measured repeatedly, and the coupling loss depends on the core width. After determining the optimum core width by examining the characteristics, the edges of the input waveguide 12 side and the output waveguide 17 side of the substrate 11 are cut so as to be the core width, whereby the input end face of the input waveguide 12 is obtained. The core width of the output end face of the output waveguide 17 can be set to an optimum size.

また、モニター導波路69の結合損失を測定すれば、入力導波路12および出力導波路17の切断誤差を調べることができる。   If the coupling loss of the monitor waveguide 69 is measured, the cutting error of the input waveguide 12 and the output waveguide 17 can be examined.

このような本実施の形態のAWG60によれば、個々の基板11ごとに発生する切断誤差を監視することができると共に、個々の基板11ごとに最適なコア幅とすることができる。   According to such an AWG 60 of the present embodiment, it is possible to monitor a cutting error occurring for each individual substrate 11 and to obtain an optimum core width for each individual substrate 11.

なお、前述した第二,三番目の実施の形態においては、AWGに適用した場合について説明したが、AWGに限らず、コア幅の異なる複数の入出力導波路を設けて、最適なポートを選択して使用するようにすれば、任意の平面型光回路において、製造誤差に関係なく結合損失の低減を図ることができる。   In the second and third embodiments described above, the case where the present invention is applied to the AWG has been described. However, the present invention is not limited to the AWG, and a plurality of input / output waveguides having different core widths are provided to select an optimum port. If used, the coupling loss can be reduced in any planar optical circuit regardless of manufacturing errors.

[第四番目の実施の形態]
次に、第四番目の実施の形態について図15〜17を用いて説明する。
[Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS.

図15は、平面型光回路の入出力導波路に設けられたスポットサイズ変換器の拡大図、図16は、テーパ角と過剰損失の関係を示す図、図17は、本実施の形態におけるスポットサイズ変換器の適用例を示す図である。なお、前述した実施の形態と同様な部材については、前述した実施の形態の説明で用いた符号と同一の符号を用いることにより、その説明を省略する。   FIG. 15 is an enlarged view of a spot size converter provided in the input / output waveguide of the planar optical circuit, FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the taper angle and excess loss, and FIG. 17 is a spot in this embodiment. It is a figure which shows the example of application of a size converter. In addition, about the member similar to embodiment mentioned above, the description is abbreviate | omitted by using the code | symbol same as the code | symbol used by description of embodiment mentioned above.

本実施の形態は、図1に示した平面型光回路の構成における入出力導波路に図15に示す構成のスポットサイズ変換器21を設けたものである。なお、入力導波路及び出力導波路に設けられるスポットサイズ変換器は同じであるので、以下、特に図中における符号を区別しない。   In this embodiment, the spot size converter 21 having the configuration shown in FIG. 15 is provided in the input / output waveguide in the configuration of the planar optical circuit shown in FIG. In addition, since the spot size converter provided in an input waveguide and an output waveguide is the same, below, especially the code | symbol in a figure is not distinguished.

図15に示すように、本実施例のスポットサイズ変換器21は、コア幅微調整部21とそれに続くコア幅変換部22とから構成されている。両者の主な違いはそのテーパ角にある。ここでテーパ角とは図2中のθもしくはθで表される角度の2倍で定義する。コア幅微調整部21のテーパ角2θはコア幅変換部22のテーパ角2θに比べて小さく設定する。また、導波路の切断位置を示すマーカ23を設けてもよい。マーカの詳細については後述する。 As shown in FIG. 15, the spot size converter 21 of this embodiment includes a core width fine adjustment unit 21 and a subsequent core width conversion unit 22. The main difference between the two is the taper angle. Here, the taper angle is defined as twice the angle represented by θ 1 or θ 2 in FIG. The taper angle 2θ 1 of the core width fine adjustment unit 21 is set smaller than the taper angle 2θ 2 of the core width conversion unit 22. Moreover, you may provide the marker 23 which shows the cutting position of a waveguide. Details of the marker will be described later.

両者の設計パラメータについて以下に説明する。   Both design parameters will be described below.

本発明では、入出力導波路をテーパ形状とし、その端面位置を調整することにより、最適なコア幅を再現性よく実現する。しかし、導波路端面位置は以下に示す理由により±100μm程度の精度しかないことから、本実施例では、最終的に得られるコア幅の精度を±0.1μmとするために、テーパ角度2θを0.057°と設定している。 In the present invention, the optimum core width is realized with good reproducibility by making the input / output waveguide tapered and adjusting the end face position. However, since the waveguide end face position has only an accuracy of about ± 100 μm for the following reason, in this embodiment, in order to set the accuracy of the finally obtained core width to ± 0.1 μm, the taper angle 2θ 1. Is set to 0.057 °.

一般的に光導波路と光ファイバは接着剤で接続固定される。この接着剤の屈折率がガラスの屈折率と微妙に異なるため、この接続面において光の反射が生じる。この反射光が光ファイバもしくは光導波路に結合することを防ぐために、両者の端面を5°〜10°程度の斜めに研磨加工するのが一般的である。この斜め研磨加工により入出力端面を形成している現状では、入出力端面位置を高精度に出すことは困難である。実験的に得られた入出力端面位置精度は±100μmであった。   In general, the optical waveguide and the optical fiber are connected and fixed with an adhesive. Since the refractive index of the adhesive is slightly different from the refractive index of glass, light is reflected at the connection surface. In order to prevent this reflected light from being coupled to the optical fiber or the optical waveguide, it is common to polish the end faces of both at an angle of about 5 ° to 10 °. In the present situation where the input / output end faces are formed by this oblique polishing, it is difficult to obtain the input / output end face positions with high accuracy. The input / output end face position accuracy obtained experimentally was ± 100 μm.

このため最適コア幅を微調整するテーパの角度は非常に小さい値であることが望まれる。よって、上述に通り、本実施例では、最終的に得られるコア幅の精度を±0.1μmとするために、テーパ角度2θを0.057°と設定している。
この場合、単純に単一のテーパでコア幅を5μmから0.8μmまで狭くすると4.2mmのテーパ長が必要となる。本来、SHΔ導波路を採用した目的が平面型光回路の小型化であることから考えると、入出力導波路が4.2mmもの長さになることは好ましくない。
For this reason, it is desirable that the taper angle for finely adjusting the optimum core width is a very small value. Therefore, as the above, in the present embodiment, the accuracy of the finally obtained core width in order to ± 0.1 [mu] m, are set to a taper angle 2 [Theta] 1 and 0.057 °.
In this case, if the core width is simply narrowed from 5 μm to 0.8 μm with a single taper, a taper length of 4.2 mm is required. Considering that the purpose of adopting the SHΔ waveguide is to reduce the size of the planar optical circuit, it is not preferable that the input / output waveguide is as long as 4.2 mm.

そこで本発明では、スポットサイズ変換器21を、損失が発生しない範囲でコア幅を急速に低減するコア幅変換部22と、端面形成位置の誤差を考慮してテーパ角を小さく設定したコア幅微調整部21とに分けている。   Therefore, in the present invention, the spot size converter 21 includes a core width conversion unit 22 that rapidly reduces the core width within a range where no loss occurs, and a core width fine that is set with a small taper angle in consideration of errors in the end face formation position. It is divided into the adjustment unit 21.

コア幅変換部のテーパ角2θは過剰損失が発生しない範囲で大きな値が好ましい。図16に示すテーパ角と過剰損失の関係より、テーパ角が小さいほど損失が低いことがわかる。本実施例では2θを1°と設定し、コア幅変換部におけるコア幅を5μmから1.5μmにまで低減させるようにした。このとき、コア幅変換部の長さは約200μmとなる。 Taper angle 2 [Theta] 2 of the core width converting part is larger value is preferred to the extent that excess loss does not occur. From the relationship between the taper angle and excess loss shown in FIG. 16, it can be seen that the smaller the taper angle, the lower the loss. In the present embodiment sets the 2 [Theta] 2 1 ° and was the core width of the core width converting part so as to reduce from 5μm to a 1.5 [mu] m. At this time, the length of the core width converting portion is about 200 μm.

コア幅微調整部に関しては、前述の通り最適コア幅の形成精度を±0.1μmとするために、テーパ角度2θを0.057°と設定し、コア幅が1.5μmから0.8μmにまで低減するテーパとした。このときのコア幅微調整部の長さは700μmである
この結果、コア幅微調整部とコア幅変換部の長さの合計は900μmとなり、単一のテーパで形成する場合の4.2mmに比べて、約1/5の長さとなる。
なお、コア幅変換部のテーパ角2θは0.08°よりも大きく、10°以下であると好ましい。なぜなら、テーパ角2θが0.08°以下であるとコア幅変換部の長さが長くなり、小型化の効果が得られない。また、テーパ角2θが10°よりも大きいと過剰損失が大きくなりすぎてしまう。さらにコア幅微調整部のテーパ角度2θは0°より大きく0.08°以下であると好ましい。なぜなら、テーパ角度2θが0.08°よりも大きいとテーパ部の長さが短くなり、研磨の誤差により充分な精度を得られなくなってしまうからである。
For the core width fine-tuning part, 0.8 [mu] m in order to ± 0.1 [mu] m the formation accuracy of the previously described optimal core width, the taper angle 2 [Theta] 1 is set to 0.057 °, the core width is from 1.5μm The taper is reduced to a minimum. The length of the core width fine adjustment portion at this time is 700 μm. As a result, the total length of the core width fine adjustment portion and the core width conversion portion is 900 μm, which is 4.2 mm when formed with a single taper. In comparison, the length is about 1/5.
Incidentally, the taper angle 2 [Theta] 2 of the core width converting part is larger than 0.08 °, preferably a 10 ° or less. This is because if the taper angle 2θ 2 is 0.08 ° or less, the length of the core width conversion portion becomes long, and the effect of downsizing cannot be obtained. Further, if the taper angle 2θ 2 is larger than 10 °, the excessive loss becomes too large. Further preferably taper angle 2 [Theta] 1 of the core width fine-tuning part is 0 ° greater than 0.08 ° or less. This is because the taper angle 2 [Theta] 1 is shortens the length of the larger the taper portion than 0.08 °, it becomes impossible to obtain sufficient accuracy due to an error of the polishing.

さて、図15に示したスポットサイズ変換器20は、図1に示す平面型光回路の他、図17に示すように、第二の実施の形態で説明したAWGに適用することもできる。   The spot size converter 20 shown in FIG. 15 can be applied to the AWG described in the second embodiment as shown in FIG. 17 in addition to the planar optical circuit shown in FIG.

この場合に、AWG70の入力端に、入力端に近づくほどコア幅が狭くなる本発明のスポットサイズ変換器を備え、AWGの出力端に、出力端に近づくほどコア幅が狭くなる本発明のスポットサイズ変換器を備える。   In this case, the spot size converter of the present invention is provided at the input end of the AWG 70 so that the core width becomes narrower as it approaches the input end, and the spot of the present invention whose core width becomes narrower toward the output end of the AWG. A size converter is provided.

また、第二の実施の形態と同様にして、入力端面、出力端面における各スポットサイズ変換器のテーパ角度θを異なるようにするか、もしくは、各スポットサイズ変換器の位置を互いにずらしておき、基板を直線的に切り出すことにより、端面のコア幅がそれぞれのスポットサイズ変換器で異なるようにすることもできる。 Further, in the same manner as in the second embodiment, the input end face, the spot size converter taper angle theta 1 or to differ at the output end face, or in advance by shifting the position of each spot size converter to each other The core width of the end face can be made different for each spot size converter by cutting the substrate linearly.

さらに、図15及び図17に示すマーカを用いて端面の切断位置を決めることができる。図17に示すように、スポットサイズ変換器の上側だけにマーカを設けてもよいし、上側と下側に設けてもよい。   Furthermore, the cutting position of the end face can be determined using the markers shown in FIGS. As shown in FIG. 17, the marker may be provided only on the upper side of the spot size converter, or may be provided on the upper side and the lower side.

上記の光導波路も、これまでに説明した実施の形態と同様の方法により形成することが可能である。また、これまでの実施の形態と同様に、導波路材料は石英系ガラスに限らず、ポリイミド、シリコン、半導体、LiNbO 等であってもよい。 The above optical waveguide can also be formed by a method similar to that of the above-described embodiments. As in the previous embodiments, the waveguide material is not limited to quartz glass, but may be polyimide, silicon, semiconductor, LiNbO 3 or the like.

また、本実施の形態は、図13で説明したような入出力ポートに適用することもできる。更に、本実施の形態では、目的とする平面型光回路としてアレイ導波路型回折格子(AWG)を取り上げたが、本発明のポイントはスポットサイズ変換器を含む入出力導波路にあるため、平面型光回路の種類には依存しない。よって、平面型光回路としてはAWGに特定されるものではない。   The present embodiment can also be applied to an input / output port as described in FIG. Further, in this embodiment, an arrayed waveguide type diffraction grating (AWG) is taken up as a target planar optical circuit. However, since the point of the present invention is an input / output waveguide including a spot size converter, It does not depend on the type of optical circuit. Therefore, the planar optical circuit is not specified by AWG.

[第五番目の実施の形態]
本発明第五の実施形態のスポットサイズ変換器75を図18に、更に図18のコア幅微調整部76の拡大図を図19、20に示す。
[Fifth embodiment]
A spot size converter 75 according to a fifth embodiment of the present invention is shown in FIG. 18, and enlarged views of the core width fine adjustment unit 76 in FIG. 18 are shown in FIGS.

本実施形態は、第四の実施の形態とほぼ等しく、唯一の相違点はコア幅微調整部76にある。図15に示したように、第四の実施形態ではコア幅微調整部はテーパ角2θの単一のテーパ導波路で構成されていた。これに対し、本実施の形態では、例えば図18に示すように単一のテーパ導波路の代わりにテーパ角度の異なる複数のテーパ導波路を組み合わせて構成する。 This embodiment is substantially the same as the fourth embodiment, and the only difference is in the core width fine adjustment unit 76. As shown in FIG. 15, the core width fine-tuning part in the fourth embodiment it was composed of a single tapered waveguide taper angle 2 [Theta] 1. On the other hand, in this embodiment, for example, as shown in FIG. 18, a plurality of tapered waveguides having different taper angles are combined instead of a single tapered waveguide.

コア幅微調整部は例えば図19に示すように、テーパ導波路82と直線導波路81を交互に接続して構成してもよいし、図20に示すように、直線導波路を階段状に接続して構成してもよい。導波路端面がテーパ部ではなく直線導波路部となることによって光ファイバとの結合損失が低減する。
ここでテーパ角2θの平均値(平均テーパ角度という)を次式により定義する。ただしファイバと接続する側のコア幅をW1、コア幅変換部と接続する側でのコア幅をW2、コア幅微調整部の長さをLとする(図21)。
For example, as shown in FIG. 19, the core width fine adjustment unit may be configured by alternately connecting tapered waveguides 82 and linear waveguides 81, or as shown in FIG. 20, the linear waveguides are stepped. You may connect and comprise. Since the end face of the waveguide is not a tapered part but a straight waveguide part, the coupling loss with the optical fiber is reduced.
Here, an average value (referred to as an average taper angle) of the taper angle 2θ 1 is defined by the following equation. However, the core width on the side connected to the fiber is W1, the core width on the side connected to the core width conversion section is W2, and the length of the core width fine adjustment section is L (FIG. 21).

Figure 0004124189
コア幅微調整部の具体的なパラメータは、平均テーパ角度2θを0.057°、直線導波路を200μmとし、それを7回繰り返す構成とすると、コア幅は1.5μmから0.8μmまで低減させることができる。
Figure 0004124189
Specific parameters of the core width fine-tuning part, the average taper angle 2 [Theta] 1 of 0.057 °, a straight waveguide and 200 [mu] m, when configured to repeat it 7 times, the core width to 0.8μm from 1.5μm Can be reduced.

なお、上記の平均テーパ角度の定義は、コア幅変換部についても用いることができる。この場合、上記のW1としてW2を用い、上記のW2としてスポットサイズ変換器外の導波路部分のコア幅を用い、Lとしてコア幅変換部の長さを用いる。   Note that the definition of the average taper angle can also be used for the core width converter. In this case, W2 is used as the W1, the core width of the waveguide portion outside the spot size converter is used as the W2, and the length of the core width conversion unit is used as the L.

更に、上記の平均テーパ角度の定義は、コア幅変換部のない構成である第一の実施の形態におけるスポットサイズ変換器にも用いることができる。この場合、上記のW2としてスポットサイズ変換器外の導波路部分のコア幅を用い、Lとしてスポットサイズ変換器の長さを用いる。   Furthermore, the definition of the average taper angle described above can also be used for the spot size converter in the first embodiment having a configuration without the core width conversion unit. In this case, the core width of the waveguide portion outside the spot size converter is used as W2, and the length of the spot size converter is used as L.

また、本実施の形態においても図17、図13に示す構成をとることが可能であり、本実施の形態も第4の実施の形態と同様に種々の光回路に適用できる。   Also in this embodiment, the configurations shown in FIGS. 17 and 13 can be adopted, and this embodiment can also be applied to various optical circuits as in the fourth embodiment.

[第六番目の実施の形態]
次に、第六の実施の形態として、プロセス条件に依存して種々の条件が変化する場合において、最適なコア幅を形成することを可能とする平面型光回路について図22〜25を用いて説明する。なお、各図において、前述した実施の形態と同様な部材については、前述した実施の形態の説明で用いた符号と同一の符号を用いることにより、その説明を省略する。
[Sixth embodiment]
Next, as a sixth embodiment, a planar optical circuit that can form an optimum core width when various conditions change depending on process conditions will be described with reference to FIGS. explain. In addition, in each figure, about the member similar to embodiment mentioned above, the description is abbreviate | omitted by using the code | symbol same as the code | symbol used by description of embodiment mentioned above.

本実施の形態では、第三の実施の形態と同様に、作製を目的とする平面型光回路とは別に、当該平面型光回路と同一基板内に、本発明のスポットサイズ変換器を有するモニター導波路を配置する。   In this embodiment, as in the third embodiment, a monitor having the spot size converter of the present invention on the same substrate as the planar optical circuit, separately from the planar optical circuit intended for manufacture. A waveguide is arranged.

図22にモニター導波路と、図17に示したようなAWG90とを同一基板内に設けた例を示し、図23にこのモニター導波路の部分を示す。図23に示すように、本実施の形態では、モニター導波路87は、コア幅微調整部88とコア幅変換部89を有するスポットサイズ変換器の位置を互いに100μmずつずらして7つ配置している。これらのモニター導波路はその切断位置で一括して切断することにより、端面で各々異なるコア幅を有するモニター導波路となる。各モニター導波路と光ファイバとの結合損失を評価することにより、光ファイバとの結合損失が最も小さくなるコア幅を実験的に求めることが可能となる。図24に切断後の形状を示す。   FIG. 22 shows an example in which a monitor waveguide and an AWG 90 as shown in FIG. 17 are provided in the same substrate, and FIG. 23 shows a portion of this monitor waveguide. As shown in FIG. 23, in this embodiment, seven monitor waveguides 87 are arranged by shifting the position of the spot size converter having the core width fine adjustment unit 88 and the core width conversion unit 89 by 100 μm from each other. Yes. These monitor waveguides are cut in a lump at the cutting position to become monitor waveguides having different core widths at the end faces. By evaluating the coupling loss between each monitor waveguide and the optical fiber, it is possible to experimentally determine the core width that minimizes the coupling loss with the optical fiber. FIG. 24 shows the shape after cutting.

図22に示す構成では、AWGの入出力端側に備えられたスポットサイズ変換器が、モニター導波路の切断位置よりも内側にあるので、モニター導波路で最適形状を導出した後に、本回路を再度切断することができる。   In the configuration shown in FIG. 22, the spot size converter provided on the input / output end side of the AWG is inside the cutting position of the monitor waveguide. It can be cut again.

また、本実施の形態においても図14に示したモニター導波路と同様の構成をとることもできる。図25に、この場合のモニター導波路を含む部分の拡大図を示す。同図における第1モニター導波路92における右端は直線であり、第1モニター導波路92により最適なコア幅を明らかにし、本回路を切断する。また、第2モニター回路93により、AWGの結合損失を見積もることができる。同図のように、第2モニター導波路93は、両端がAWGの入出力端と同一のスポットサイズ変換器、及び両端が直線の導波路の2本で構成することができる。この場合、両者の全体の過剰損失の差が、スポットサイズ変換器の過剰損失低減量となる。   Also in this embodiment, the same configuration as that of the monitor waveguide shown in FIG. 14 can be adopted. FIG. 25 shows an enlarged view of a portion including the monitor waveguide in this case. The right end of the first monitor waveguide 92 in the figure is a straight line, the optimum core width is clarified by the first monitor waveguide 92, and this circuit is cut. The second monitor circuit 93 can estimate the AWG coupling loss. As shown in the figure, the second monitor waveguide 93 can be constituted by two spot size converters whose ends are the same as the input / output ends of the AWG and two waveguides whose ends are straight. In this case, the difference between the total excess losses of the two becomes the excess loss reduction amount of the spot size converter.

なお、モニター導波路を有する平面型光回路と、作製しようとしている平面型光回路とを別々に設けてもよい。   Note that a planar optical circuit having a monitor waveguide and a planar optical circuit to be manufactured may be provided separately.

[第七番目の実施の形態]
次に、端面形成位置を示すためのマーカに関する種々の実施形態について説明する。
前述したように、図22、図25等に示したモニター導波路を用いることにより得られたコア幅を、目的とする平面型光回路の入出力導波路で実現するために、平面型光回路の入出力導波路におけるコア幅微調整部に端面形成位置が研磨過程でもわかるように例えば図15に示したマーカが設けられる。
[Seventh embodiment]
Next, various embodiments relating to the marker for indicating the end face formation position will be described.
As described above, in order to realize the core width obtained by using the monitor waveguide shown in FIGS. 22 and 25 by the input / output waveguide of the target planar optical circuit, the planar optical circuit is used. For example, the marker shown in FIG. 15 is provided in the fine adjustment portion of the core width in the input / output waveguide so that the end face formation position can be seen even during the polishing process.

例えば、モニター導波路及びマーカを適切に設けておくことにより、モニター導波路の測定で5番目のモニター導波路が最も損失が小さかった場合、5番目のマーカが端面となるように端面加工を行えば、目的とする平面型光回路の損失を最小することができる。   For example, if the monitor waveguide and the marker are appropriately provided, and the fifth monitor waveguide has the smallest loss in the measurement of the monitor waveguide, the end face processing is performed so that the fifth marker becomes the end face. For example, the loss of the target planar optical circuit can be minimized.

マーカは種々の形で付することが可能であるが、例えば図26〜28に示すようなマーカを付することができる。   The marker can be attached in various forms, for example, a marker as shown in FIGS.

図26に示すマーカ(第1の例)は、定規のように等間隔に縦線95を並べてマーカとするものである。図に示すような記号(数字)を付してもよい。切断位置は、定規のメモリを読み取ることにより決定する。   The marker (first example) shown in FIG. 26 is a marker in which vertical lines 95 are arranged at regular intervals like a ruler. Symbols (numbers) as shown in the figure may be attached. The cutting position is determined by reading a ruler memory.

図27(a)〜(c)に示すマーカ(第2の例)は、スポットサイズ変換器の形状が変化する部分の位置を示すものである。この場合、例えば、所定の2つのマーカの間を切断すれば最適なコア幅を得ることができる。   Markers (second example) shown in FIGS. 27A to 27C indicate the positions of the portions where the shape of the spot size converter changes. In this case, for example, an optimal core width can be obtained by cutting between two predetermined markers.

図28(a)、(b)に示すマーカ(第3の例)は切断位置を示すものであり、各図上側のマーカ96の幅を切断幅に等しくし、下側のマーカ97は切断語の端面位置を示すものである。これにより、切断幅を考慮して切断を行うことが可能となる。   The markers (third example) shown in FIGS. 28A and 28B indicate the cutting position, the width of the marker 96 on the upper side of each figure is made equal to the cutting width, and the lower marker 97 indicates the cutting word. This shows the position of the end face. Thereby, it is possible to perform cutting in consideration of the cutting width.

図29(a)、(b)に示すマーカ(第4の例)は、図28(a)、(b)に示したマーカとほぼ同じであるが、研磨により削られる量を考慮してマーカを配置した点が異なる。   The markers (fourth example) shown in FIGS. 29A and 29B are almost the same as the markers shown in FIGS. 28A and 28B, but the markers are removed in consideration of the amount to be removed by polishing. The point that has been placed is different.

本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内で種々変更・応用が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications can be made within the scope of the claims.

例えば、本発明のスポットサイズ変換器におけるテーパ部分の形状として、線形にコア幅が変化する直線形状だけでなく、指数関数あるいは放物線等の曲線形状を用いることができる。例えば、図15等に示すコア幅変換部におけるテーパの形状を、文献「Soon Ryong Park and Beom-hoan O, “Novel Design Concept of Waveguide Mode Adapter for Low-Loss Mode Conversion”, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL.13, NO.7, JULY 2001, pp.675-677」に示すような最適化テーパとすることにより、更に効果的に結合損失を低減させることが可能となる。もちろん、コア幅微調整部にも最適化テーパを使用することができる。   For example, as the shape of the tapered portion in the spot size converter of the present invention, not only a linear shape whose core width changes linearly but also a curved shape such as an exponential function or a parabola can be used. For example, the taper shape in the core width conversion part shown in FIG. .13, NO.7, JULY 2001, pp.675-677 ”, the coupling loss can be reduced more effectively by using an optimized taper. Of course, an optimized taper can also be used for the core width fine adjustment section.

また、本発明の実施の形態は平面型光回路を例として説明したが、本発明のスポットサイズ変換器は平面型光回路に限定されるものではなく、例えば、多層構造の光回路や導波路が積層された光回路等、任意の光回路に適用することができる。なお、本明細書における“光回路”の用語は、平面型光回路や導波路型光回路に限定されない広い意味での光回路をさしている。   Further, although the embodiment of the present invention has been described by taking a planar optical circuit as an example, the spot size converter of the present invention is not limited to a planar optical circuit, and for example, a multilayer optical circuit or a waveguide It can be applied to any optical circuit such as an optical circuit in which are stacked. The term “optical circuit” in this specification refers to an optical circuit in a broad sense that is not limited to a planar optical circuit or a waveguide optical circuit.

更に、本発明は光回路と光ファイバとの結合損失を低減することを主な目的としているが、半導体レーザ等の導波路型光回路より構成される光デバイスを、光ファイバや平面型光回路に結合する場合にも、最適なコア幅を用いることにより結合損失を低減できる。また、異なる光回路同士を互いに接続する際にも本発明を適用することが可能である。   Furthermore, the main object of the present invention is to reduce the coupling loss between the optical circuit and the optical fiber. However, an optical device composed of a waveguide type optical circuit such as a semiconductor laser can be used as an optical fiber or a planar optical circuit. Even in the case of coupling, the coupling loss can be reduced by using the optimum core width. The present invention can also be applied when different optical circuits are connected to each other.

本発明による平面型光回路の第一番目の実施の形態の第一例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the 1st example of 1st embodiment of the planar optical circuit by this invention. 図1の平面型光回路の入力導波路および出力導波路のコアの抽出拡大図である。FIG. 2 is an extraction enlarged view of cores of an input waveguide and an output waveguide of the planar optical circuit of FIG. 1. 図1の平面型光回路の入力導波路および出力導波路の作製手順の説明図である。It is explanatory drawing of the preparation procedure of the input waveguide of the planar optical circuit of FIG. 1, and an output waveguide. 基板端面におけるコア幅と結合損失の関係を計算で求めた結果である。It is the result of having calculated | required the relationship between the core width in a board | substrate end surface, and coupling loss by calculation. 切り出し誤差の説明図である。It is explanatory drawing of a clipping error. 本発明による平面型光回路の第一番目の実施の形態の第二例の入力導波路および出力導波路のコアの抽出拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view of extraction of cores of an input waveguide and an output waveguide of a second example of the first embodiment of the planar optical circuit according to the present invention. 本発明による平面型光回路の第一番目の実施の形態の第三例の入力導波路および出力導波路のコアの抽出拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of extraction of cores of an input waveguide and an output waveguide of a third example of the first embodiment of the planar optical circuit according to the present invention. 本発明による平面型光回路の第一番目の実施の形態の第四例の入力導波路および出力導波路の入出力端側周辺の抽出拡大図である。FIG. 10 is an enlarged view of extraction around the input / output end sides of the input waveguide and output waveguide of the fourth example of the first embodiment of the planar optical circuit according to the present invention. 本発明による平面型光回路の第二番目の実施の形態の第一例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the 1st example of 2nd embodiment of the planar optical circuit by this invention. 図9の平面型光回路の入力導波路および出力導波路のコアの抽出拡大図である。FIG. 10 is an extraction enlarged view of the cores of the input waveguide and the output waveguide of the planar optical circuit of FIG. 9. 図10のコアの製作方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the core of FIG. 図10のコアの他の製作方法の説明図である。It is explanatory drawing of the other manufacturing method of the core of FIG. 本発明による平面型光回路の第二番目の実施の形態の第二例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the 2nd example of 2nd embodiment of the planar optical circuit by this invention. 本発明による平面型光回路の第三番目の実施の形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 3rd embodiment of the planar optical circuit by this invention. 本発明による第四番目の実施の形態の平面型光回路の入出力導波路に設けられたスポットサイズ変換器の拡大図である。It is an enlarged view of the spot size converter provided in the input-output waveguide of the planar optical circuit of 4th embodiment by this invention. テーパ角2θと過剰損失の関係を計算で求めた結果である。It is the result of having calculated | required the relationship between taper angle 2 (theta) and excess loss by calculation. 第四番目の実施の形態におけるスポットサイズ変換器の適用例を示す図である。It is a figure which shows the example of application of the spot size converter in 4th embodiment. 本発明による第五番目の実施の形態の平面型光回路の入出力導波路に設けられたスポットサイズ変換器の拡大図である。It is an enlarged view of a spot size converter provided in an input / output waveguide of a planar optical circuit according to a fifth embodiment of the present invention. 第五番目の実施の形態におけるコア幅微調整部の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the core width fine adjustment part in 5th embodiment. 第五番目の実施の形態におけるコア幅微調整部の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the core width fine adjustment part in 5th embodiment. 平均テーパ角度の定義を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the definition of an average taper angle. 本発明における第六番目の実施の形態における平面型光回路の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the planar optical circuit in the 6th embodiment in this invention. 第六番目の実施の形態におけるモニター導波路の構成図である。It is a block diagram of the monitor waveguide in 6th embodiment. 第六番目の実施の形態におけるモニター導波路の切断後の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape after the cutting | disconnection of the monitor waveguide in 6th embodiment. 第六番目の実施の形態におけるモニター導波路の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the monitor waveguide in 6th embodiment. 本発明の平面型光回路におけるマーカの第1の例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the marker in the planar optical circuit of this invention. 本発明の平面型光回路におけるマーカの第2の例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of the marker in the planar optical circuit of this invention. 本発明の平面型光回路におけるマーカの第3の例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd example of the marker in the planar optical circuit of this invention. 本発明の平面型光回路におけるマーカの第4の例を示す図である。It is a figure which shows the 4th example of the marker in the planar optical circuit of this invention. 従来の平面型光回路の一例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of an example of the conventional planar optical circuit. 従来の平面型光回路の入力導波路と光ファイバとの接続状態の説明図である。It is explanatory drawing of the connection state of the input waveguide and optical fiber of the conventional planar type optical circuit. 従来技術におけるスポットサイズ変換器の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the spot size converter in a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

10 平面型光回路
11 基板
12 入力導波路
12a,22a,32a,42a コア
12aa,22aa,42aa テーパ部
32aa 段部
42ab ストレート部
13 スラブ導波路
14 アレイ導波路
15 1/2波長板
16 スラブ導波路
17 出力導波路
17a,27a,37a,47a コア
17aa,27aa,47aa テーパ部
37aa 段部
47ab ストレート部
50,60,70,90 アレイ導波路格子型光波長分波回路(AWG)
68 第一モニター導波路
68a 入力端
68b 出力端
69 第二モニター導波路
69a 入力端
69b 出力端
La1,La2,Lb1,Lb2,23,78, マーカ
20,75 スポットサイズ変換器
21,76,80,85,88 コア幅微調整部
22,77,89 コア幅変換部
87 モニター導波路
81,86 直線部
82 テーパ部
92 第1モニター導波路
93 第2モニター導波路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Planar type optical circuit 11 Board | substrate 12 Input waveguide 12a, 22a, 32a, 42a Core 12aa, 22aa, 42aa Tapered part 32aa Step part 42ab Straight part 13 Slab waveguide 14 Array waveguide 15 1/2 wavelength plate 16 Slab waveguide 17 Output waveguides 17a, 27a, 37a, 47a Cores 17aa, 27aa, 47aa Tapered portions 37aa Stepped portions 47ab Straight portions 50, 60, 70, 90 Arrayed waveguide grating type optical wavelength demultiplexing circuit (AWG)
68 First monitor waveguide 68a Input end 68b Output end 69 Second monitor waveguide 69a Input end 69b Output ends La1, La2, Lb1, Lb2, 23, 78, Markers 20, 75 Spot size converters 21, 76, 80, 85, 88 Core width fine adjustment section 22, 77, 89 Core width conversion section 87 Monitor waveguide 81, 86 Straight section 82 Taper section 92 First monitor waveguide 93 Second monitor waveguide

Claims (5)

屈折率の高いコアを屈折率の低いクラッドで包囲した入力導波路および出力導波路を基板上に形成された平面型光回路において、
前記入力導波路の前記コアの入力端側もしくは前記出力導波路の前記コアの出力端側のコア幅が基板端面に近づくにつれて次第に狭くなるように形成され、
前記入力導波路の前記入力端の位置する前記基板の縁端側および前記出力導波路の前記出力端の位置する前記基板の縁端側のいずれとも異なる縁端側に入力端が形成され、当該入力端側のコア幅が基板端面に近づくにつれて次第に狭くなるように形成されたコアをクラッドで包囲した第一モニター導波路であって、当該第一モニター導波路の入力端を切断し、切断後の入力端と光ファイバとの結合損失を測定することにより、前記入力導波路の前記入力端または前記出力導波路の前記出力端のコア幅として使用する最適なコア幅を求めるための第一モニター導波路と
前記入力導波路の前記入力端側の位置する前記基板の縁端側に位置して当該入力端側と同一の形状をなす入力端と、前記出力導波路の前記出力端側の位置する当該基板の縁端側に位置して当該出力端と同一の形状をなす出力端とを備えた第二モニター導波路であって、前記入力導波路の前記入力端および前記出力導波路の前記出力端における結合損失を見積もるための第二モニター導波路と、
が前記基板に形成されていることを特徴とする平面型光回路。
In a planar optical circuit in which an input waveguide and an output waveguide in which a core having a high refractive index is surrounded by a clad having a low refractive index are formed on a substrate,
Formed so that the core width of the input end side of the core of the input waveguide or the output end side of the core of the output waveguide gradually becomes narrower as it approaches the substrate end face,
An input end is formed on an edge side different from both the edge side of the substrate where the input end of the input waveguide is located and the edge side of the substrate where the output end of the output waveguide is located, A first monitor waveguide in which a core formed so that the core width on the input end side becomes gradually narrower as it approaches the substrate end surface is surrounded by a clad, and the input end of the first monitor waveguide is cut and cut. A first monitor for determining an optimum core width to be used as a core width of the input end of the input waveguide or the output end of the output waveguide by measuring a coupling loss between the input end of the input waveguide and the optical fiber A waveguide ;
An input end located on the edge end side of the substrate located on the input end side of the input waveguide and having the same shape as the input end side, and the substrate located on the output end side of the output waveguide A second monitor waveguide having an output end located on the edge end side of the output waveguide and having the same shape as the output end, the input end of the input waveguide and the output end of the output waveguide A second monitor waveguide for estimating the coupling loss;
Is formed on the substrate.
屈折率の高いコアを屈折率の低いクラッドで包囲した入力導波路および出力導波路を基板上に形成された平面型光回路において、
前記入力導波路の前記コアの入力端側もしくは前記出力導波路の前記コアの出力端側のコア幅が基板端面に近づくにつれて次第に狭くなるように形成され、
前記入力導波路の前記入力端の位置する前記基板の縁端側および前記出力導波路の前記出力端の位置する前記基板の縁端側のいずれとも異なる縁端側に入力端が形成され、当該入力端側のコア幅が基板端面に近づくにつれて次第に狭くなるように形成されたコアをクラッドで包囲した第一モニター導波路であって、当該第一モニター導波路の入力端を切断し、切断後の入力端と光ファイバとの結合損失を測定することにより、前記入力導波路の前記入力端または前記出力導波路の前記出力端のコア幅として使用する最適なコア幅を求めるための第一モニター導波路と
前記入力導波路の前記入力端側の位置する前記基板の縁端側に位置して当該入力端側と同一の形状をなす入力端と、前記出力導波路の前記出力端側の位置する当該基板の縁端側に位置して当該出力端と同一の形状をなす出力端とを備えた導波路と、前記入力導波路の前記入力端側の位置する前記基板の縁端側と前記出力導波路の前記出力端側の位置する当該基板の縁端側に両端を有し、コア幅が一定である直線導波路とを備えた第二モニター導波路であって、前記入力導波路の前記入力端および前記出力導波路の前記出力端における結合損失を見積もるための第二モニター導波路と、
が前記基板に形成されていることを特徴とする平面型光回路。
In a planar optical circuit in which an input waveguide and an output waveguide in which a core having a high refractive index is surrounded by a clad having a low refractive index are formed on a substrate,
Formed so that the core width of the input end side of the core of the input waveguide or the output end side of the core of the output waveguide gradually becomes narrower as it approaches the substrate end face,
An input end is formed on an edge side different from both the edge side of the substrate where the input end of the input waveguide is located and the edge side of the substrate where the output end of the output waveguide is located, A first monitor waveguide in which a core formed such that the core width on the input end side becomes gradually narrower as it approaches the substrate end surface is surrounded by a clad, and the input end of the first monitor waveguide is cut and cut. A first monitor for determining an optimum core width to be used as a core width of the input end of the input waveguide or the output end of the output waveguide by measuring a coupling loss between the input end of the input waveguide and the optical fiber A waveguide ;
An input end located on the edge end side of the substrate located on the input end side of the input waveguide and having the same shape as the input end side, and the substrate located on the output end side of the output waveguide A waveguide having an output end located on the edge side of the substrate and having the same shape as the output end; an edge side of the substrate located on the input end side of the input waveguide; and the output waveguide wherein possess both ends on the edge end of the substrate located in the output end side, a second monitor waveguide and a linear waveguide, the core width is constant, the input end of said input waveguide And a second monitor waveguide for estimating a coupling loss at the output end of the output waveguide;
Is formed on the substrate.
基板と、屈折率の高いコアを屈折率の低いクラッドに埋め込んだ導波路と、該導波路の一部として基板端面近傍に配置されたスポットサイズ変換器とから構成される光回路であって、
前記基板端面側にスポットサイズ変換器を有するモニター導波路が複数前記基板上に形成され、更に、前記複数のモニター導波路におけるスポットサイズ変換器が、該モニター導波路の長手方向に一定の距離だけ互いにずらして配置されており、
前記複数のモニター導波路は、当該複数のモニター導波路のスポットサイズ変換器を所定の切断位置で切断した後の当該複数のモニター導波路のスポットサイズ変換器と光ファイバとの結合損失を測定することにより、前記導波路のスポットサイズ変換器の基板端面側のコア幅として使用する最適なコア幅を求めるためのものであり、
前記導波路のスポットサイズ変換器は、前記基板端面と当該スポットサイズ変換器との距離が前記基板端面と前記所定の切断位置との距離よりも大きくなるように前記基板に配置されており、
前記導波路のスポットサイズ変換器と前記複数のモニター導波路のスポットサイズ変換器のそれぞれは、そのコア幅が基板端面において最小となるように形成され、基板端面側のコア幅微調整部とそれに続くコア幅変換部とを有し、該コア幅微調整部の平均テーパ角度θ が、0°よりも大きく該コア幅変換部の平均テーパ角度θ よりも小さいことを特徴とする光回路。
An optical circuit comprising a substrate, a waveguide in which a core having a high refractive index is embedded in a cladding having a low refractive index, and a spot size converter disposed as a part of the waveguide near the end face of the substrate. ,
Monitor waveguide having a spot size converter to the substrate end face side is formed in a plurality on the substrate, further, the spot size converter in said plurality of monitor waveguides, the longitudinal direction at a distance of those said monitor waveguide Are just offset from each other,
The plurality of monitor waveguides measure a coupling loss between the spot size converters of the plurality of monitor waveguides and the optical fiber after the spot size converters of the plurality of monitor waveguides are cut at a predetermined cutting position. Thus, for obtaining the optimum core width to be used as the core width on the substrate end face side of the waveguide spot size converter,
The spot size converter of the waveguide is disposed on the substrate such that the distance between the substrate end surface and the spot size converter is larger than the distance between the substrate end surface and the predetermined cutting position.
Each of the spot size converter of the waveguide and the spot size converter of the plurality of monitor waveguides is formed so that the core width is minimized on the substrate end surface, and the core width fine adjustment unit on the substrate end surface side and An optical circuit characterized in that an average taper angle θ 1 of the core width fine adjustment unit is larger than 0 ° and smaller than an average taper angle θ 2 of the core width conversion unit. .
基板と、屈折率の高いコアを屈折率の低いクラッドに埋め込んだ導波路と、該導波路の一部として基板端面近傍に配置されたスポットサイズ変換器とから構成される光回路であって
前記導波路の入力端の位置する前記基板の縁端側および前記導波路の出力端の位置する前記基板の縁端側のいずれとも異なる縁端側に、コア幅が基板端面に近づくにつれて次第に狭くなるように形成されたスポットサイズ変換器を備える第一モニター導波路であって、当該第一モニター導波路のスポットサイズ変換器の入力端を切断し、切断後の入力端と光ファイバとの結合損失を測定することにより、前記導波路のスポットサイズ変換器の基板端面側のコア幅として使用する最適なコア幅を求めるための第一モニター導波路と、
前記導波路の入力端及び出力端の位置する前記基板の両縁端側にスポットサイズ変換器を備える第二モニター導波路であって、前記導波路の前記入力端および前記導波路の前記出力端における結合損失を見積もるための第二モニター導波路と、が前記基板上に形成されている光回路であり
前記導波路のスポットサイズ変換器、及び前記第二モニター導波路の両端のスポットサイズ変換器はそれぞれ、そのコア幅が基板端面において最小となるように形成され、基板端面側のコア幅微調整部とそれに続くコア幅変換部とを有し、該コア幅微調整部の平均テーパ角度θ が、0°よりも大きく該コア幅変換部の平均テーパ角度θ よりも小さいことを特徴とする光回路
A substrate, a waveguide embedded high refractive index core with a low refractive index cladding, a composed optical circuit and a spot size converter disposed in the vicinity of the substrate end surface as part of the waveguide,
As the core width approaches the substrate end surface, the core width gradually narrows toward the edge side that is different from both the edge side of the substrate where the input end of the waveguide is located and the edge side of the substrate where the output end of the waveguide is located. A first monitor waveguide having a spot size converter formed as described above , wherein an input end of the spot size converter of the first monitor waveguide is cut, and the input end after cutting is coupled to the optical fiber A first monitor waveguide for determining the optimum core width to be used as the core width on the substrate end face side of the waveguide spot size converter by measuring the loss;
A second monitor waveguide comprising spot size converters on both edge sides of the substrate where the input end and output end of the waveguide are located, the input end of the waveguide and the output end of the waveguide a second monitor waveguide to estimate the coupling loss in a light circuit which is formed on said substrate,
Each of the spot size converters of the waveguide and the spot size converters at both ends of the second monitor waveguide is formed so that the core width is minimized at the substrate end surface, and the core width fine adjustment unit on the substrate end surface side and and a core width converting part which follows, the mean taper angle theta 1 of the core width fine-tuning part, characterized in that 0 is smaller than the average taper angle theta 2 larger of said core width converting part than ° Optical circuit .
基板と、屈折率の高いコアを屈折率の低いクラッドに埋め込んだ導波路と、該導波路の一部として基板端面近傍に配置されたスポットサイズ変換器とから構成される光回路であって
前記導波路の入力端の位置する前記基板の縁端側および前記導波路の出力端の位置する前記基板の縁端側のいずれとも異なる縁端側に、コア幅が基板端面に近づくにつれて次第に狭くなるように形成されたスポットサイズ変換器を備える第一モニター導波路であって、当該第一モニター導波路のスポットサイズ変換器の入力端を切断し、切断後の入力端と光ファイバとの結合損失を測定することにより、前記導波路のスポットサイズ変換器の基板端面側のコア幅として使用する最適なコア幅を求めるための第一モニター導波路と、
前記導波路の入力端及び出力端の位置する前記基板の両縁端側にスポットサイズ変換器を備えるスポットサイズ変換器付き導波路と、前記基板の両縁端側に両端を有し、コア幅が一定である直線導波路とを備える第二モニター導波路であって、前記導波路の前記入力端および前記導波路の前記出力端における結合損失を見積もるための第二モニター導波路と、が前記基板上に形成されている光回路であり
前記導波路のスポットサイズ変換器、及び前記スポットサイズ変換器付き導波路の両端のスポットサイズ変換器はそれぞれ、そのコア幅が基板端面において最小となるように形成され、基板端面側のコア幅微調整部とそれに続くコア幅変換部とを有し、該コア幅微調整部の平均テーパ角度θ が、0°よりも大きく該コア幅変換部の平均テーパ角度θ よりも小さいことを特徴とする光回路
A substrate, a waveguide embedded high refractive index core with a low refractive index cladding, a composed optical circuit and a spot size converter disposed in the vicinity of the substrate end surface as part of the waveguide,
As the core width approaches the substrate end surface, the core width gradually narrows toward the edge side that is different from both the edge side of the substrate where the input end of the waveguide is located and the edge side of the substrate where the output end of the waveguide is located. A first monitor waveguide having a spot size converter formed as described above , wherein an input end of the spot size converter of the first monitor waveguide is cut, and the input end after cutting is coupled to the optical fiber A first monitor waveguide for determining the optimum core width to be used as the core width on the substrate end face side of the waveguide spot size converter by measuring the loss;
Possess said waveguide input end and the spot size converter with waveguide at both edge side comprises a spot size converter substrate located at the output end, the two ends on both edges end side of the substrate, core width And a second monitor waveguide for estimating a coupling loss at the input end of the waveguide and the output end of the waveguide. an optical circuit formed on a substrate,
The spot size converter of the waveguide and the spot size converters at both ends of the waveguide with the spot size converter are each formed so that the core width is the smallest at the substrate end face, and the core width on the substrate end face side is small. An adjustment section and a core width conversion section that follows the adjustment section, and an average taper angle θ 1 of the core width fine adjustment section is larger than 0 ° and smaller than an average taper angle θ 2 of the core width conversion section. An optical circuit .
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