光分散補償器
【課題】光分散補償器における放射損失を低減すること。
【解決手段】一端がスラブ導波路であり他端がアレイ導波路となるように、複数のスラブ導波路と複数のアレイ導波路とが交互に縦続接続され、前記一端のスラブ導波路に入力導波路および出力導波路が接続されると共に前記他端のアレイ導波路に反射器が接続され、前記一端のスラブ導波路以外のスラブ導波路の内部にレンズ型空間位相変調器が配置された前記コアと、前記コアの上下に積層されたクラッドとを備えた光分散補償器であって、前記レンズ型空間位相変調器は、前記コアとクラッドを貫通した溝に透明樹脂を充填することにより設けられ、表裏の少なくとも一面が凹レンズに形成され、表裏の曲率が異なる非対称レンズであることを特徴とする光分散補償器。
【解決手段】一端がスラブ導波路であり他端がアレイ導波路となるように、複数のスラブ導波路と複数のアレイ導波路とが交互に縦続接続され、前記一端のスラブ導波路に入力導波路および出力導波路が接続されると共に前記他端のアレイ導波路に反射器が接続され、前記一端のスラブ導波路以外のスラブ導波路の内部にレンズ型空間位相変調器が配置された前記コアと、前記コアの上下に積層されたクラッドとを備えた光分散補償器であって、前記レンズ型空間位相変調器は、前記コアとクラッドを貫通した溝に透明樹脂を充填することにより設けられ、表裏の少なくとも一面が凹レンズに形成され、表裏の曲率が異なる非対称レンズであることを特徴とする光分散補償器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信ネットワークノードにおける分散補償回路に適用して有効な光分散補償器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の反射型アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）型光分散補償器の構造を図６に示す。図６に示すように、従来のＡＷＧ型光分散補償器は、石英またはシリコンからなる基板６１４上に、石英からなるクラッド６１２、コア６１３が積層されて構成される。コア６１３は、３種類のＡＷＧで構成することができる。ここでは、必要に応じて一つのスラブ導波路を便宜的に２つの部分に分けて説明しており、ＡＷＧ１からＡＷＧ３のそれぞれにおける第１、第２のスラブ導波路をｉＡ、ｉＢと示している（ｉ＝１、２、３）。
【０００３】
ＡＷＧ１は、入力導波路６０１（ａ）と、出力導波路６０１（ｂ）と、スラブ導波路１Ａ（６０２）と、第１アレイ導波路６０３と、スラブ導波路１Ｂ（６０４）とを備えた構成とされる。スラブ導波路１Ｂ（６０４）の終端部の内部には空間位相変調器６０５が設置される。また、第１アレイ導波路６０３は、導波路間の光路差がΔＬ1となる長さに設定されている。
【０００４】
ＡＷＧ２は、ＡＷＧ１の後段に配置され、任意の数だけ設けることができる。図示の例では１つだけ配置した場合を例に挙げて説明している。ＡＷＧ２の個数をｎで表すと、ｎ＝０でもよい。すなわち、ＡＷＧ２は完全に省いてもよい。ＡＷＧ２は、スラブ導波路２Ａ（６０６）と、第ｋ＋１アレイ導波路６０７と、スラブ導波路２Ｂ（６０８）と、スラブ導波路２Ｂ（６０８）の内部に設置された空間位相変調器６０５とを有している。なお、ｋはＡＷＧ２の個数に応じた１からｎまでの整数である。また、第ｋ＋１アレイ導波路６０７は、導波路間の光路差がΔＬ1の２倍であるΔＬ2となる長さに設定されている。すなわち、第ｋ＋１アレイ導波路６０７の回折次数は、第１アレイ導波路６０３の２倍となるように設定されている。
【０００５】
ＡＷＧ３は、ＡＷＧ２の後段に接続される。ただしｎ＝０のときは、ＡＷＧ１の後段にＡＷＧ２を介さずＡＷＧ３が接続される。ＡＷＧ３は、スラブ導波路６０９と、第ｎ＋２アレイ導波路６１０と、反射ミラー６１１とを有している。ＡＷＧ３は、反射型ＡＷＧであり、同一のスラブ導波路６０９がスラブ導波路３Ａ、３Ｂとして機能する。また、第ｎ＋２アレイ導波路６１０は、導波路間の光路差がΔＬ2／２となる長さに設定されている。すなわち、第ｎ＋２アレイ導波路６１０を往復したときに第ｋ＋１アレイ導波路６０７と同じ長さとなるように設定されている。
【０００６】
図６の光分散補償器の動作を簡単に説明すれば以下の通りである。光パルスはまずＡＷＧ１により、スラブ導波路１Ｂ（６０４）の終端付近に空間的に周波数展開される。各周波数成分の波面は空間位相変調器６０５により傾けられ、伝播方向が制御される。次に各周波数成分は、ＡＷＧ２を通過するが、ＡＷＧ２はＡＷＧ１の２倍の回折次数を持つ、すなわち２倍の光路長差を持つ。したがって、ＡＷＧ２のアレイ導波路のちょうど中間地点においてはＡＷＧ１で分光された光が合波されている。すなわち、各波長成分の波面の向きが一致している。そして、アレイ導波路の後半部分で再びΔＬ１の光路長差によって波長ごとに波面が制御される。したがって、各波長成分は、スラブ導波路２Ｂ（６０８）の終端付近に再び空間的に展開される。ここでも各スペクトル成分は６０５によって位相変調を受ける。これをＡＷＧ２の段数分繰り返し、次に光はＡＷＧ３を通過する。ＡＷＧ３は、反射によって伝播方向を逆転させ、往路と同じ位置に光を集光する。その後光はＡＷＧ２を逆方向へ伝播し、最後にＡＷＧ１を通過する。ＡＷＧ１はすべてのスペクトル成分を単一の出力導波路へ出力する回折特性を持ち、各成分は合波され、最終的に分散が補償された光パルスが出力導波路６０１（ｂ）から得られる。分散値は、空間位相変調器６０５による光ビームの方向制御によって決定する。
【０００７】
図７は、図６とは別の構成の従来例である。これは、図６の構成において、アレイ導波路の中間に反射面を位置させる構成に代えて、スラブ導波路の中間に反射面を位置させたものである。言い換えると、ＡＷＧ２の終端部分に反射ミラーがあり、ＡＷＧ３は存在しない構成である。動作原理は図６のものと同じである。
【０００８】
図６、図７に示された光分散補償器は、非特許文献１で提案されたものである。また、非特許文献２に記載された装置は、図６においてｎ＝０とした構成の光分散補償器の従来例である。
【０００９】
空間位相変調器６０５は、図６（ｂ）に示すように、コア６１３を貫き下部のクラッド６１２に達するよう掘られたレンズ型の溝６０５に透明樹脂を充填して作成される。厚いレンズを用いると放射損失が大きくなるため、これを避ける目的でレンズは分割され、表裏が同じ曲率とされた薄いレンズが複数枚用いられる。この構造を図８に示す。レンズ中心幅をｗ0、レンズ端の最大幅をｗ1とする。レンズ中心部におけるレンズ同士のセパレーションをｃ２、レンズ外縁部におけるそれをｄ２とする。ｗ1−ｗ0が大きいほどレンズ１枚あたりの位相変調量は大きくなる。ひとつのレンズで基板に垂直な方向に放射された光のうち一部は、次のレンズにおいて導波モードに結合するため、レンズ群による損失は、個々のレンズの放射損の単純和にはならない。レンズ中心部を通る光の放射損失が最小となるよう、レンズ間隔ｃが最適化される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｃ．Ｒ．Ｄｏｅｒｒ，Ｓ．Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒ，Ｍ．Ａ．Ｃａｐｐｕｚｚｏ，Ａ．Ｗｏｎｇ−Ｆｏｙ，Ｅ．Ｙ．Ｃｈｅｎ，ａｎｄＬ．Ｔ．Ｇｏｍｅｚ，“Ｆｏｕｒ−Ｓｔａｇｅ Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ−Ｔｙｐｅ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ Ｗｉｔｈ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｋｎｏｂ Ｃｏｎｔｒｏｌ，”ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．１７，ｎｏ．１２，Ｄｅｃ．２００５．
【非特許文献２】Ｙ．Ｉｋｕｍａ，Ｔ．Ｍｉｚｕｎｏ，Ｈ．Ｔａｋａｈａｓｈｉ，ａｎｄ Ｈ．Ｔｓｕｄａ，“Ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒ−Ｆｒｅｅ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ−Ｔｙｐｅ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ Ｕｓｉｎｇ Ｃａｓｃａｄｅｄ Ａｒｒａｙｅｄ−Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇｓ，”Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｘｈｉｂｉｔｉｏｎ ｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ２０１０，Ｗｅ．８．Ｅ．７，Ｔｏｒｉｎｏ，Ｉｔａｌｙ，Ｓｅｐ．２２ｎｄ，２０１０．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来のレンズ形状では、レンズ中心部のみにおいて放射損失が最小化されているため、中心から外れたところを通る光の放射損失が大きいという問題があった。
【００１２】
そこで本発明では、上記問題に鑑み、曲率が表面と裏面で異なるレンズを利用することで放射損失を低減することができることを見出し本発明に至った。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載された本発明は、一端がスラブ導波路であり他端がアレイ導波路となるように、複数のスラブ導波路と複数のアレイ導波路とが交互に縦続接続され、前記一端のスラブ導波路に入力導波路および出力導波路が接続されると共に前記他端のアレイ導波路に反射器が接続され、前記一端のスラブ導波路以外のスラブ導波路の内部にレンズ型空間位相変調器が配置された前記コアと、前記コアの上下に積層されたクラッドとを備えた光分散補償器であって、前記レンズ型空間位相変調器は、前記コアとクラッドを貫通した溝に透明樹脂を充填することにより設けられ、表裏の少なくとも一面が凹レンズに形成され、表裏の曲率が異なる非対称レンズであることを特徴とする光分散補償器である。
【００１４】
請求項２に記載された発明は、両端がスラブ導波路となるように、複数のスラブ導波路と複数のアレイ導波路とが交互に縦続接続され、一端のスラブ導波路に入力導波路および出力導波路が接続されると共に前記他端のスラブ導波路に反射器が接続され、前記一端のスラブ導波路以外のスラブ導波路の内部にレンズ型空間位相変調器が配置された前記コアと、前記コアの上下に積層されたクラッドとを備えた光分散補償器であって、前記レンズ型空間位相変調器は、前記コアとクラッドを貫通した溝に透明樹脂を充填することにより設けられ、表裏の少なくとも一面が凹レンズ形状とされ、表裏の曲率が異なる非対称レンズであることを特徴とする光分散補償器である。
【００１５】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２に記載の光分散補償器において、前記空間位相変調器は、レンズ中心部とレンズ外縁部とでレンズ幅が異なり、該レンズ幅に応じて放射損が最小になるようにレンズ中心部の溝間隔と外縁部の溝間隔が異なる値に設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、従来型構成に比べ、レンズ部分での狭帯域化を抑制できるため、チャネル内透過帯域幅が広がる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態の反射型ＡＷＧ型光分散補償器の構造を示す図である。
【図２】図１の光分散補償器における空間位相変調器１０５のレンズ配置図である。
【図３】非対称レンズを用いることにより、レンズを通る光の損失を低減できる理由を説明する図である。
【図４】レンズを通過するときの光の透過率を従来型と本発明のものとを比べた図である。
【図５】第２の実施形態の反射型ＡＷＧ型光分散補償器の構造を示す図である。
【図６】従来の反射型ＡＷＧ型光分散補償器の構造の一例を示す図である。
【図７】従来の反射型ＡＷＧ型光分散補償器の構造の他の一例を示す図である。
【図８】従来の光分散補償器における空間位相変調器のレンズ配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面において、同一の機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１９】
［第１の実施形態］
図１は、本実施形態の反射型アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）型光分散補償器の構造を示す図である。図１（ａ）はコア部分を構成する導波路の配置を示す図であり、図１（ｂ）は光分散補償器における各層の配置を示す図である。図１（ｂ）に示すように、本実施形態のＡＷＧ型光分散補償器は、石英またはシリコンからなる基板１１４上に、石英からなるクラッド１１２、コア１１３が積層されて構成される。コア１１３は、図１（ａ）に示すように、３種類のＡＷＧで構成することができる。ここでは、必要に応じて一つのスラブ導波路を便宜的に２つの部分に分けて説明しており、ＡＷＧ１からＡＷＧ３のそれぞれにおける第１、第２のスラブ導波路をｉＡ、ｉＢと示している（ｉ＝１、２、３）。
【００２０】
ＡＷＧ１は、入力導波路１０１（ａ）と、出力導波路１０１（ｂ）と、スラブ導波路１Ａ（１０２）と、第１アレイ導波路１０３と、スラブ導波路１Ｂ（１０４）とを備えた構成とされる。スラブ導波路１Ｂ（１０４）の終端部の内部には空間位相変調器１０５が設置される。空間位相変調器１０５は、図１（ｂ）に示すように、上部側のクラッド１１２からコア１１３を貫き、下部側のクラッド１１２に達するよう掘られたレンズ型の溝に透明樹脂を充填して作成される。空間位相変調器１０５の溝は、基板１１４まで達するように掘られてもよい。また、第１アレイ導波路１０３は、導波路間の光路差がΔＬ1となる長さに設定されている。
【００２１】
ＡＷＧ２は、ＡＷＧ１の後段に配置され、任意の数だけ設けることができる。図示の例では１つだけ配置した場合を例に挙げて説明している。ＡＷＧ２の個数をｎで表すと、ｎ＝０でもよい。すなわち、ＡＷＧ２は完全に省いてもよい。図１において、ＡＷＧ２は個数可変であることを示すために破線で囲んで示してある。ＡＷＧ２は、スラブ導波路２Ａ（１０６）と、第ｋ＋１アレイ導波路１０７と、スラブ導波路２Ｂ（１０８）と、スラブ導波路２Ｂ（１０８）の内部に設置された空間位相変調器１０５とを備えた構成とされる。なお、ｋはＡＷＧ２の個数に応じた１からｎまでの整数である。また、第ｋ＋１アレイ導波路１０７は、導波路間の光路差がΔＬ1の２倍であるΔＬ2となる長さに設定されている。すなわち、第ｋ＋１アレイ導波路１０７の回折次数は、第１アレイ導波路１０３の２倍となるように設定されている。
【００２２】
ＡＷＧ３は、ＡＷＧ２の後段に接続される。ただしｎ＝０のときは、ＡＷＧ１の後段にＡＷＧ２を介さずＡＷＧ３が接続される。ＡＷＧ３は、スラブ導波路１０９と、第ｎ＋２アレイ導波路１１０と、反射ミラー１１１とを備えた構成とされる。ＡＷＧ３は、反射型ＡＷＧであり、同一のスラブ導波路１０９がスラブ導波路３Ａ、３Ｂとして機能する。また、第ｎ＋２アレイ導波路１１０は、導波路間の光路差がΔＬ2／２となる長さに設定されている。すなわち、第ｎ＋２アレイ導波路１１０を往復したときに第ｋ＋１アレイ導波路１０７と同じ長さとなるように設定されている。
【００２３】
図１に示す構成の光分散補償器において、分散補償動作の基本原理は従来例と同様である。図１に示す本実施形態の光分散補償器では、空間位相変調器１０５のレンズ形状が従来の光分散補償器とは異なり、表裏の曲率が異なる点に特徴がある。図２に、空間位相変調器１０５のレンズ配置図を示す。空間位相変調器１０５を構成するレンズ（透明樹脂）は、アレイ導波路面を構成する円弧の中心とレンズの中心軸とが同じ高さなるように構成される。ここに示されるように、空間位相変調器１０５のレンズ形状は表面と裏面での曲率が異なる（以下、非対称レンズともいう）。この空間位相変調器１０５は、そのレンズ形状は表裏の少なくとも一面が図６、７に示す従来例と同様に凹レンズであるが、この非対称レンズを用いることにより、レンズを通る光の損失を低減できる。
【００２４】
ここで、非対称レンズを用いることにより、レンズを通る光の損失を低減できる理由について説明する。複数の溝を有する導波路を光が伝播するとき、溝部分では縦方向（基板に対し鉛直方向、すなわち図１（ｂ）において紙面上下方向）に光の閉じ込めが無いため、放射損失が発生する。その損失は、溝幅と溝間隔とによって決定され、溝幅が一定のときには溝間隔に依存して増減する。レンズを通る光の損失を低減するために最適な溝間隔を、複数の溝幅について調べた結果を図３（ａ）に示す。図３（ａ）は、溝を複数配置したときにその溝列を通る光の放射損が最小化される溝間隔（中心間隔）を溝幅に対してプロットしたグラフである。最適な溝間隔は、その溝幅において放射損が最小となる溝間隔と考えられる。
【００２５】
ここで空間位相変調器１０５として図３（ｂ）に示す従来型の対称型レンズを用いる場合について最適な溝間隔について考える。空間位相変調器１０５として対称型レンズを用いた場合、レンズの中心部と外縁部とで溝幅は異なるにもかかわらず、その溝間隔が同じ値になる。すなわち、レンズの外縁部では、レンズ中心部と同じ溝間隔ａでありながら、溝幅はレンズ中心部とは異なる。したがって、レンズの光軸に沿って伝播する光の伝播損失を最小化するようレンズの配置間隔ａを選ぶことで中心波長の損失は低減できるが、レンズの外縁部では、放射損を最小化するように溝間隔が最適化されておらず、中心波長から離れた光の損失は大きい。
【００２６】
これに対し、本実施形態の光分散補償器のように、空間位相変調器１０５として図３（ｃ）に示す非対称レンズを採用すると、レンズの裏面と表面の曲率の非対称性を調整することで、レンズ中心部の溝間隔ａと外縁部の溝間隔ｂとは異なる値を設定できる。すなわち、レンズ中心だけでなく、外縁部についても溝間隔を自由に調整できるようになる。したがって、レンズのどの位置を伝播する光に対しても、溝幅に合わせた溝間隔に設定することが可能となり、図３（ａ）にあわせた設定することで放射損失を最小化することができる。
【００２７】
また、空間位相変調器１０５として必要なレンズの数は１枚あたりの厚みや与える分散量などにより増減するが、ここでは図２のように１６枚を例にとる。レンズ中心幅をｗ0、レンズ外縁部（端）の最大幅をｗ1とし、レンズ中心部におけるレンズ同士のセパレーションをｃ、レンズ外縁部におけるレンズ同士のセパレーションをｄとすると、対称型レンズは、下記の式（１）を満たすと考えられる。
【００２８】
【数１】
【００２９】
式（１）が満たされている（ｃ＝ｃ２、ｄ＝ｄ２）とき、レンズは対称型レンズとなり、図８に示した構造となる。しかしながら式（１）を満たさないｃとｄ（すなわちｃ１とｄ１）の値に設定した場合、図２のように、レンズは表面と裏面の形状が異なる非対称レンズとなる。
【００３０】
図４（ａ）に図８で表される従来型配置のレンズを通過するときの光の透過率を示し、図４（ｂ）に図２で表される本発明のレンズ列を通過するときの光の透過率を示す。図４に示したものはシミュレーション値であり、ビーム伝搬法によって計算したものである。レンズ幅ｗ0、ｗ1とレンズ枚数は従来例と本発明構成両方において等しく設定されており、それぞれｗ0＝１０μｍ、ｗ1＝６０μｍ、１６枚である。図４（ａ）の従来型においては、ｃ２＝６０μｍ、ｄ２＝１０μｍであり、式（１）は満たされている。図４（ｂ）の非対称レンズにおいては、ｃ１＝５４μｍ、ｄ１＝１４μｍに設定されており、式（１）を満たさない。一方で図４（ｂ）の非対称レンズにおいては、溝幅（レンズ幅ｗ0、ｗ1）に応じて放射損が最小が最低になる（図３（ａ）を満足する）値にレンズ中心部の溝間隔ａと外縁部の溝間隔ｂが設定されている。
【００３１】
図４からわかるように、レンズの端部における透過率が本発明では改善され、より平坦化されていることがわかる。先述したように、メニスカス形状を採用した本発明の構成では、レンズ端部を通る波長の光に対しても、溝幅（レンズ幅）に応じて、放射損失が最小化されるよう溝間隔がより最適化されたからである。ｃ１、ｄ１の最適値はレンズ材質の屈折率、導波路コアの屈折率などによって変わるため、先述のビーム伝搬法などによる計算が都度必要である。
【００３２】
このように本実施形態の光分散補償器によれば、光分散補償器のチャネル内帯域が広くなり、将来必要とされる伝送速度の高い信号（広帯域信号）に対しても光分散補償器を適用することが可能となる。
【００３３】
以上の実施形態では、チップ右端に設けられた反射ミラーで折り返す構成の反射型アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）型光分散補償器を例に挙げて説明したが、図１の反射ミラーを削除し、チップ右端を対称軸として対称な回路レイアウトを有する透過型でも、２倍の回路面積を必要とするが、レンズ形状の工夫により得られる本発明の概念は適用可能である。
【００３４】
［第２の実施形態］
次に第２の実施形態について説明する。図５は、第２の実施形態の光分散補償器を示す図である。図１が図６の従来例に対応する回路構成であるのと同様に、本実施形態の光分散補償器は図７で示される従来例に対応した回路構成を有している。図５の光分散補償器は、図１の光分散補償器において、アレイ導波路１１０の中間に反射面１１１を位置させる構成に代えて、スラブ導波路１０８、１０９の中間に反射面１１１を位置させたものである。言い換えると、ＡＷＧ２の終端部分に反射ミラー１１１があり、ＡＷＧ３は存在しない構成である。ＡＷＧ２の個数ｎが０以上の任意の個数であるのは第１の実施形態と同じである。もしｎ＝０で、ＡＷＧ２が存在しない場合、反射ミラー１１１はＡＷＧ１の終端に設置される構成となる。
【００３５】
本実施形態の光分散補償器においても、第１の実施形態と同様に、空間位相変調器１０５として、従来の対称型レンズに代えて非対称型レンズを用いる点に特徴がある。
【００３６】
本実施形態の光分散補償器によれば、空間位相変調器１０５として非対称レンズを用い、その溝幅（レンズ幅ｗ0、ｗ1）に応じて放射損が最小になる値にレンズ中心部の溝間隔ａと外縁部の溝間隔ｂが設定することで、光分散補償器のチャネル内帯域が広くなり、将来必要とされる伝送速度の高い信号（広帯域信号）に対しても光分散補償器を適用することが可能となる。
【００３７】
第１の実施形態の光分散補償器が偶数個のＡＷＧで構成したい場合に適用されるのに対し、この実施形態の光分散補償器は、奇数個のＡＷＧで構成したい場合に好適に適用できる。
【００３８】
また、第１の実施形態と同様に、図５の反射ミラーを削除し、チップ右端を対称軸として対称な回路レイアウトを有する透過型でも、２倍の回路面積を必要とするが、レンズ形状の工夫により得られる本発明の概念は適用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０１（ａ） 入力導波路
１０１（ｂ） 出力導波路
１０２ ＡＷＧ１の第１のスラブ導波路
１０３ 第１アレイ導波路
１０４ ＡＷＧ１の第２のスラブ導波路
１０５ 非対称レンズ型位相変調器
１０６ ＡＷＧ２の第１のスラブ導波路
１０７ 第ｋ＋１番目のアレイ導波路
１０８ ＡＷＧ２の第２のスラブ導波路
１０９ ＡＷＧ３の第１・第２のスラブ導波路
１１０ 第ｎ＋２番目のアレイ導波路
１１１ 反射ミラー
１１２ クラッド
１１３ コア
１１４ 基板
６０１（ａ） 入力導波路
６０１（ｂ） 出力導波路
６０２ ＡＷＧ１の第１のスラブ導波路
６０３ 第１アレイ導波路
６０４ ＡＷＧ１の第２のスラブ導波路
６０５ 対称レンズ型位相変調器
６０６ ＡＷＧ２の第１のスラブ導波路
６０７ 第ｋ＋１番目のアレイ導波路
６０８ ＡＷＧ２の第２のスラブ導波路
６０９ ＡＷＧ３の第１・第２のスラブ導波路
６１０ 第ｎ＋２番目のアレイ導波路
６１１ 反射ミラー
６１２ クラッド
６１３ コア
６１４ 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信ネットワークノードにおける分散補償回路に適用して有効な光分散補償器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の反射型アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）型光分散補償器の構造を図６に示す。図６に示すように、従来のＡＷＧ型光分散補償器は、石英またはシリコンからなる基板６１４上に、石英からなるクラッド６１２、コア６１３が積層されて構成される。コア６１３は、３種類のＡＷＧで構成することができる。ここでは、必要に応じて一つのスラブ導波路を便宜的に２つの部分に分けて説明しており、ＡＷＧ１からＡＷＧ３のそれぞれにおける第１、第２のスラブ導波路をｉＡ、ｉＢと示している（ｉ＝１、２、３）。
【０００３】
ＡＷＧ１は、入力導波路６０１（ａ）と、出力導波路６０１（ｂ）と、スラブ導波路１Ａ（６０２）と、第１アレイ導波路６０３と、スラブ導波路１Ｂ（６０４）とを備えた構成とされる。スラブ導波路１Ｂ（６０４）の終端部の内部には空間位相変調器６０５が設置される。また、第１アレイ導波路６０３は、導波路間の光路差がΔＬ1となる長さに設定されている。
【０００４】
ＡＷＧ２は、ＡＷＧ１の後段に配置され、任意の数だけ設けることができる。図示の例では１つだけ配置した場合を例に挙げて説明している。ＡＷＧ２の個数をｎで表すと、ｎ＝０でもよい。すなわち、ＡＷＧ２は完全に省いてもよい。ＡＷＧ２は、スラブ導波路２Ａ（６０６）と、第ｋ＋１アレイ導波路６０７と、スラブ導波路２Ｂ（６０８）と、スラブ導波路２Ｂ（６０８）の内部に設置された空間位相変調器６０５とを有している。なお、ｋはＡＷＧ２の個数に応じた１からｎまでの整数である。また、第ｋ＋１アレイ導波路６０７は、導波路間の光路差がΔＬ1の２倍であるΔＬ2となる長さに設定されている。すなわち、第ｋ＋１アレイ導波路６０７の回折次数は、第１アレイ導波路６０３の２倍となるように設定されている。
【０００５】
ＡＷＧ３は、ＡＷＧ２の後段に接続される。ただしｎ＝０のときは、ＡＷＧ１の後段にＡＷＧ２を介さずＡＷＧ３が接続される。ＡＷＧ３は、スラブ導波路６０９と、第ｎ＋２アレイ導波路６１０と、反射ミラー６１１とを有している。ＡＷＧ３は、反射型ＡＷＧであり、同一のスラブ導波路６０９がスラブ導波路３Ａ、３Ｂとして機能する。また、第ｎ＋２アレイ導波路６１０は、導波路間の光路差がΔＬ2／２となる長さに設定されている。すなわち、第ｎ＋２アレイ導波路６１０を往復したときに第ｋ＋１アレイ導波路６０７と同じ長さとなるように設定されている。
【０００６】
図６の光分散補償器の動作を簡単に説明すれば以下の通りである。光パルスはまずＡＷＧ１により、スラブ導波路１Ｂ（６０４）の終端付近に空間的に周波数展開される。各周波数成分の波面は空間位相変調器６０５により傾けられ、伝播方向が制御される。次に各周波数成分は、ＡＷＧ２を通過するが、ＡＷＧ２はＡＷＧ１の２倍の回折次数を持つ、すなわち２倍の光路長差を持つ。したがって、ＡＷＧ２のアレイ導波路のちょうど中間地点においてはＡＷＧ１で分光された光が合波されている。すなわち、各波長成分の波面の向きが一致している。そして、アレイ導波路の後半部分で再びΔＬ１の光路長差によって波長ごとに波面が制御される。したがって、各波長成分は、スラブ導波路２Ｂ（６０８）の終端付近に再び空間的に展開される。ここでも各スペクトル成分は６０５によって位相変調を受ける。これをＡＷＧ２の段数分繰り返し、次に光はＡＷＧ３を通過する。ＡＷＧ３は、反射によって伝播方向を逆転させ、往路と同じ位置に光を集光する。その後光はＡＷＧ２を逆方向へ伝播し、最後にＡＷＧ１を通過する。ＡＷＧ１はすべてのスペクトル成分を単一の出力導波路へ出力する回折特性を持ち、各成分は合波され、最終的に分散が補償された光パルスが出力導波路６０１（ｂ）から得られる。分散値は、空間位相変調器６０５による光ビームの方向制御によって決定する。
【０００７】
図７は、図６とは別の構成の従来例である。これは、図６の構成において、アレイ導波路の中間に反射面を位置させる構成に代えて、スラブ導波路の中間に反射面を位置させたものである。言い換えると、ＡＷＧ２の終端部分に反射ミラーがあり、ＡＷＧ３は存在しない構成である。動作原理は図６のものと同じである。
【０００８】
図６、図７に示された光分散補償器は、非特許文献１で提案されたものである。また、非特許文献２に記載された装置は、図６においてｎ＝０とした構成の光分散補償器の従来例である。
【０００９】
空間位相変調器６０５は、図６（ｂ）に示すように、コア６１３を貫き下部のクラッド６１２に達するよう掘られたレンズ型の溝６０５に透明樹脂を充填して作成される。厚いレンズを用いると放射損失が大きくなるため、これを避ける目的でレンズは分割され、表裏が同じ曲率とされた薄いレンズが複数枚用いられる。この構造を図８に示す。レンズ中心幅をｗ0、レンズ端の最大幅をｗ1とする。レンズ中心部におけるレンズ同士のセパレーションをｃ２、レンズ外縁部におけるそれをｄ２とする。ｗ1−ｗ0が大きいほどレンズ１枚あたりの位相変調量は大きくなる。ひとつのレンズで基板に垂直な方向に放射された光のうち一部は、次のレンズにおいて導波モードに結合するため、レンズ群による損失は、個々のレンズの放射損の単純和にはならない。レンズ中心部を通る光の放射損失が最小となるよう、レンズ間隔ｃが最適化される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｃ．Ｒ．Ｄｏｅｒｒ，Ｓ．Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒ，Ｍ．Ａ．Ｃａｐｐｕｚｚｏ，Ａ．Ｗｏｎｇ−Ｆｏｙ，Ｅ．Ｙ．Ｃｈｅｎ，ａｎｄＬ．Ｔ．Ｇｏｍｅｚ，“Ｆｏｕｒ−Ｓｔａｇｅ Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ−Ｔｙｐｅ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ Ｗｉｔｈ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｋｎｏｂ Ｃｏｎｔｒｏｌ，”ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．１７，ｎｏ．１２，Ｄｅｃ．２００５．
【非特許文献２】Ｙ．Ｉｋｕｍａ，Ｔ．Ｍｉｚｕｎｏ，Ｈ．Ｔａｋａｈａｓｈｉ，ａｎｄ Ｈ．Ｔｓｕｄａ，“Ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒ−Ｆｒｅｅ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ−Ｔｙｐｅ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ Ｕｓｉｎｇ Ｃａｓｃａｄｅｄ Ａｒｒａｙｅｄ−Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇｓ，”Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｘｈｉｂｉｔｉｏｎ ｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ２０１０，Ｗｅ．８．Ｅ．７，Ｔｏｒｉｎｏ，Ｉｔａｌｙ，Ｓｅｐ．２２ｎｄ，２０１０．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来のレンズ形状では、レンズ中心部のみにおいて放射損失が最小化されているため、中心から外れたところを通る光の放射損失が大きいという問題があった。
【００１２】
そこで本発明では、上記問題に鑑み、曲率が表面と裏面で異なるレンズを利用することで放射損失を低減することができることを見出し本発明に至った。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載された本発明は、一端がスラブ導波路であり他端がアレイ導波路となるように、複数のスラブ導波路と複数のアレイ導波路とが交互に縦続接続され、前記一端のスラブ導波路に入力導波路および出力導波路が接続されると共に前記他端のアレイ導波路に反射器が接続され、前記一端のスラブ導波路以外のスラブ導波路の内部にレンズ型空間位相変調器が配置された前記コアと、前記コアの上下に積層されたクラッドとを備えた光分散補償器であって、前記レンズ型空間位相変調器は、前記コアとクラッドを貫通した溝に透明樹脂を充填することにより設けられ、表裏の少なくとも一面が凹レンズに形成され、表裏の曲率が異なる非対称レンズであることを特徴とする光分散補償器である。
【００１４】
請求項２に記載された発明は、両端がスラブ導波路となるように、複数のスラブ導波路と複数のアレイ導波路とが交互に縦続接続され、一端のスラブ導波路に入力導波路および出力導波路が接続されると共に前記他端のスラブ導波路に反射器が接続され、前記一端のスラブ導波路以外のスラブ導波路の内部にレンズ型空間位相変調器が配置された前記コアと、前記コアの上下に積層されたクラッドとを備えた光分散補償器であって、前記レンズ型空間位相変調器は、前記コアとクラッドを貫通した溝に透明樹脂を充填することにより設けられ、表裏の少なくとも一面が凹レンズ形状とされ、表裏の曲率が異なる非対称レンズであることを特徴とする光分散補償器である。
【００１５】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２に記載の光分散補償器において、前記空間位相変調器は、レンズ中心部とレンズ外縁部とでレンズ幅が異なり、該レンズ幅に応じて放射損が最小になるようにレンズ中心部の溝間隔と外縁部の溝間隔が異なる値に設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、従来型構成に比べ、レンズ部分での狭帯域化を抑制できるため、チャネル内透過帯域幅が広がる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態の反射型ＡＷＧ型光分散補償器の構造を示す図である。
【図２】図１の光分散補償器における空間位相変調器１０５のレンズ配置図である。
【図３】非対称レンズを用いることにより、レンズを通る光の損失を低減できる理由を説明する図である。
【図４】レンズを通過するときの光の透過率を従来型と本発明のものとを比べた図である。
【図５】第２の実施形態の反射型ＡＷＧ型光分散補償器の構造を示す図である。
【図６】従来の反射型ＡＷＧ型光分散補償器の構造の一例を示す図である。
【図７】従来の反射型ＡＷＧ型光分散補償器の構造の他の一例を示す図である。
【図８】従来の光分散補償器における空間位相変調器のレンズ配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面において、同一の機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１９】
［第１の実施形態］
図１は、本実施形態の反射型アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）型光分散補償器の構造を示す図である。図１（ａ）はコア部分を構成する導波路の配置を示す図であり、図１（ｂ）は光分散補償器における各層の配置を示す図である。図１（ｂ）に示すように、本実施形態のＡＷＧ型光分散補償器は、石英またはシリコンからなる基板１１４上に、石英からなるクラッド１１２、コア１１３が積層されて構成される。コア１１３は、図１（ａ）に示すように、３種類のＡＷＧで構成することができる。ここでは、必要に応じて一つのスラブ導波路を便宜的に２つの部分に分けて説明しており、ＡＷＧ１からＡＷＧ３のそれぞれにおける第１、第２のスラブ導波路をｉＡ、ｉＢと示している（ｉ＝１、２、３）。
【００２０】
ＡＷＧ１は、入力導波路１０１（ａ）と、出力導波路１０１（ｂ）と、スラブ導波路１Ａ（１０２）と、第１アレイ導波路１０３と、スラブ導波路１Ｂ（１０４）とを備えた構成とされる。スラブ導波路１Ｂ（１０４）の終端部の内部には空間位相変調器１０５が設置される。空間位相変調器１０５は、図１（ｂ）に示すように、上部側のクラッド１１２からコア１１３を貫き、下部側のクラッド１１２に達するよう掘られたレンズ型の溝に透明樹脂を充填して作成される。空間位相変調器１０５の溝は、基板１１４まで達するように掘られてもよい。また、第１アレイ導波路１０３は、導波路間の光路差がΔＬ1となる長さに設定されている。
【００２１】
ＡＷＧ２は、ＡＷＧ１の後段に配置され、任意の数だけ設けることができる。図示の例では１つだけ配置した場合を例に挙げて説明している。ＡＷＧ２の個数をｎで表すと、ｎ＝０でもよい。すなわち、ＡＷＧ２は完全に省いてもよい。図１において、ＡＷＧ２は個数可変であることを示すために破線で囲んで示してある。ＡＷＧ２は、スラブ導波路２Ａ（１０６）と、第ｋ＋１アレイ導波路１０７と、スラブ導波路２Ｂ（１０８）と、スラブ導波路２Ｂ（１０８）の内部に設置された空間位相変調器１０５とを備えた構成とされる。なお、ｋはＡＷＧ２の個数に応じた１からｎまでの整数である。また、第ｋ＋１アレイ導波路１０７は、導波路間の光路差がΔＬ1の２倍であるΔＬ2となる長さに設定されている。すなわち、第ｋ＋１アレイ導波路１０７の回折次数は、第１アレイ導波路１０３の２倍となるように設定されている。
【００２２】
ＡＷＧ３は、ＡＷＧ２の後段に接続される。ただしｎ＝０のときは、ＡＷＧ１の後段にＡＷＧ２を介さずＡＷＧ３が接続される。ＡＷＧ３は、スラブ導波路１０９と、第ｎ＋２アレイ導波路１１０と、反射ミラー１１１とを備えた構成とされる。ＡＷＧ３は、反射型ＡＷＧであり、同一のスラブ導波路１０９がスラブ導波路３Ａ、３Ｂとして機能する。また、第ｎ＋２アレイ導波路１１０は、導波路間の光路差がΔＬ2／２となる長さに設定されている。すなわち、第ｎ＋２アレイ導波路１１０を往復したときに第ｋ＋１アレイ導波路１０７と同じ長さとなるように設定されている。
【００２３】
図１に示す構成の光分散補償器において、分散補償動作の基本原理は従来例と同様である。図１に示す本実施形態の光分散補償器では、空間位相変調器１０５のレンズ形状が従来の光分散補償器とは異なり、表裏の曲率が異なる点に特徴がある。図２に、空間位相変調器１０５のレンズ配置図を示す。空間位相変調器１０５を構成するレンズ（透明樹脂）は、アレイ導波路面を構成する円弧の中心とレンズの中心軸とが同じ高さなるように構成される。ここに示されるように、空間位相変調器１０５のレンズ形状は表面と裏面での曲率が異なる（以下、非対称レンズともいう）。この空間位相変調器１０５は、そのレンズ形状は表裏の少なくとも一面が図６、７に示す従来例と同様に凹レンズであるが、この非対称レンズを用いることにより、レンズを通る光の損失を低減できる。
【００２４】
ここで、非対称レンズを用いることにより、レンズを通る光の損失を低減できる理由について説明する。複数の溝を有する導波路を光が伝播するとき、溝部分では縦方向（基板に対し鉛直方向、すなわち図１（ｂ）において紙面上下方向）に光の閉じ込めが無いため、放射損失が発生する。その損失は、溝幅と溝間隔とによって決定され、溝幅が一定のときには溝間隔に依存して増減する。レンズを通る光の損失を低減するために最適な溝間隔を、複数の溝幅について調べた結果を図３（ａ）に示す。図３（ａ）は、溝を複数配置したときにその溝列を通る光の放射損が最小化される溝間隔（中心間隔）を溝幅に対してプロットしたグラフである。最適な溝間隔は、その溝幅において放射損が最小となる溝間隔と考えられる。
【００２５】
ここで空間位相変調器１０５として図３（ｂ）に示す従来型の対称型レンズを用いる場合について最適な溝間隔について考える。空間位相変調器１０５として対称型レンズを用いた場合、レンズの中心部と外縁部とで溝幅は異なるにもかかわらず、その溝間隔が同じ値になる。すなわち、レンズの外縁部では、レンズ中心部と同じ溝間隔ａでありながら、溝幅はレンズ中心部とは異なる。したがって、レンズの光軸に沿って伝播する光の伝播損失を最小化するようレンズの配置間隔ａを選ぶことで中心波長の損失は低減できるが、レンズの外縁部では、放射損を最小化するように溝間隔が最適化されておらず、中心波長から離れた光の損失は大きい。
【００２６】
これに対し、本実施形態の光分散補償器のように、空間位相変調器１０５として図３（ｃ）に示す非対称レンズを採用すると、レンズの裏面と表面の曲率の非対称性を調整することで、レンズ中心部の溝間隔ａと外縁部の溝間隔ｂとは異なる値を設定できる。すなわち、レンズ中心だけでなく、外縁部についても溝間隔を自由に調整できるようになる。したがって、レンズのどの位置を伝播する光に対しても、溝幅に合わせた溝間隔に設定することが可能となり、図３（ａ）にあわせた設定することで放射損失を最小化することができる。
【００２７】
また、空間位相変調器１０５として必要なレンズの数は１枚あたりの厚みや与える分散量などにより増減するが、ここでは図２のように１６枚を例にとる。レンズ中心幅をｗ0、レンズ外縁部（端）の最大幅をｗ1とし、レンズ中心部におけるレンズ同士のセパレーションをｃ、レンズ外縁部におけるレンズ同士のセパレーションをｄとすると、対称型レンズは、下記の式（１）を満たすと考えられる。
【００２８】
【数１】
【００２９】
式（１）が満たされている（ｃ＝ｃ２、ｄ＝ｄ２）とき、レンズは対称型レンズとなり、図８に示した構造となる。しかしながら式（１）を満たさないｃとｄ（すなわちｃ１とｄ１）の値に設定した場合、図２のように、レンズは表面と裏面の形状が異なる非対称レンズとなる。
【００３０】
図４（ａ）に図８で表される従来型配置のレンズを通過するときの光の透過率を示し、図４（ｂ）に図２で表される本発明のレンズ列を通過するときの光の透過率を示す。図４に示したものはシミュレーション値であり、ビーム伝搬法によって計算したものである。レンズ幅ｗ0、ｗ1とレンズ枚数は従来例と本発明構成両方において等しく設定されており、それぞれｗ0＝１０μｍ、ｗ1＝６０μｍ、１６枚である。図４（ａ）の従来型においては、ｃ２＝６０μｍ、ｄ２＝１０μｍであり、式（１）は満たされている。図４（ｂ）の非対称レンズにおいては、ｃ１＝５４μｍ、ｄ１＝１４μｍに設定されており、式（１）を満たさない。一方で図４（ｂ）の非対称レンズにおいては、溝幅（レンズ幅ｗ0、ｗ1）に応じて放射損が最小が最低になる（図３（ａ）を満足する）値にレンズ中心部の溝間隔ａと外縁部の溝間隔ｂが設定されている。
【００３１】
図４からわかるように、レンズの端部における透過率が本発明では改善され、より平坦化されていることがわかる。先述したように、メニスカス形状を採用した本発明の構成では、レンズ端部を通る波長の光に対しても、溝幅（レンズ幅）に応じて、放射損失が最小化されるよう溝間隔がより最適化されたからである。ｃ１、ｄ１の最適値はレンズ材質の屈折率、導波路コアの屈折率などによって変わるため、先述のビーム伝搬法などによる計算が都度必要である。
【００３２】
このように本実施形態の光分散補償器によれば、光分散補償器のチャネル内帯域が広くなり、将来必要とされる伝送速度の高い信号（広帯域信号）に対しても光分散補償器を適用することが可能となる。
【００３３】
以上の実施形態では、チップ右端に設けられた反射ミラーで折り返す構成の反射型アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）型光分散補償器を例に挙げて説明したが、図１の反射ミラーを削除し、チップ右端を対称軸として対称な回路レイアウトを有する透過型でも、２倍の回路面積を必要とするが、レンズ形状の工夫により得られる本発明の概念は適用可能である。
【００３４】
［第２の実施形態］
次に第２の実施形態について説明する。図５は、第２の実施形態の光分散補償器を示す図である。図１が図６の従来例に対応する回路構成であるのと同様に、本実施形態の光分散補償器は図７で示される従来例に対応した回路構成を有している。図５の光分散補償器は、図１の光分散補償器において、アレイ導波路１１０の中間に反射面１１１を位置させる構成に代えて、スラブ導波路１０８、１０９の中間に反射面１１１を位置させたものである。言い換えると、ＡＷＧ２の終端部分に反射ミラー１１１があり、ＡＷＧ３は存在しない構成である。ＡＷＧ２の個数ｎが０以上の任意の個数であるのは第１の実施形態と同じである。もしｎ＝０で、ＡＷＧ２が存在しない場合、反射ミラー１１１はＡＷＧ１の終端に設置される構成となる。
【００３５】
本実施形態の光分散補償器においても、第１の実施形態と同様に、空間位相変調器１０５として、従来の対称型レンズに代えて非対称型レンズを用いる点に特徴がある。
【００３６】
本実施形態の光分散補償器によれば、空間位相変調器１０５として非対称レンズを用い、その溝幅（レンズ幅ｗ0、ｗ1）に応じて放射損が最小になる値にレンズ中心部の溝間隔ａと外縁部の溝間隔ｂが設定することで、光分散補償器のチャネル内帯域が広くなり、将来必要とされる伝送速度の高い信号（広帯域信号）に対しても光分散補償器を適用することが可能となる。
【００３７】
第１の実施形態の光分散補償器が偶数個のＡＷＧで構成したい場合に適用されるのに対し、この実施形態の光分散補償器は、奇数個のＡＷＧで構成したい場合に好適に適用できる。
【００３８】
また、第１の実施形態と同様に、図５の反射ミラーを削除し、チップ右端を対称軸として対称な回路レイアウトを有する透過型でも、２倍の回路面積を必要とするが、レンズ形状の工夫により得られる本発明の概念は適用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０１（ａ） 入力導波路
１０１（ｂ） 出力導波路
１０２ ＡＷＧ１の第１のスラブ導波路
１０３ 第１アレイ導波路
１０４ ＡＷＧ１の第２のスラブ導波路
１０５ 非対称レンズ型位相変調器
１０６ ＡＷＧ２の第１のスラブ導波路
１０７ 第ｋ＋１番目のアレイ導波路
１０８ ＡＷＧ２の第２のスラブ導波路
１０９ ＡＷＧ３の第１・第２のスラブ導波路
１１０ 第ｎ＋２番目のアレイ導波路
１１１ 反射ミラー
１１２ クラッド
１１３ コア
１１４ 基板
６０１（ａ） 入力導波路
６０１（ｂ） 出力導波路
６０２ ＡＷＧ１の第１のスラブ導波路
６０３ 第１アレイ導波路
６０４ ＡＷＧ１の第２のスラブ導波路
６０５ 対称レンズ型位相変調器
６０６ ＡＷＧ２の第１のスラブ導波路
６０７ 第ｋ＋１番目のアレイ導波路
６０８ ＡＷＧ２の第２のスラブ導波路
６０９ ＡＷＧ３の第１・第２のスラブ導波路
６１０ 第ｎ＋２番目のアレイ導波路
６１１ 反射ミラー
６１２ クラッド
６１３ コア
６１４ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端がスラブ導波路であり他端がアレイ導波路となるように、複数のスラブ導波路と複数のアレイ導波路とが交互に縦続接続され、前記一端のスラブ導波路に入力導波路および出力導波路が接続されると共に前記他端のアレイ導波路に反射器が接続され、前記一端のスラブ導波路以外のスラブ導波路の内部にレンズ型空間位相変調器が配置された前記コアと、
前記コアの上下に積層されたクラッドとを備えた光分散補償器であって、
前記レンズ型空間位相変調器は、前記コアとクラッドを貫通した溝に透明樹脂を充填することにより設けられ、表裏の少なくとも一面が凹レンズに形成され、表裏の曲率が異なる非対称レンズであることを特徴とする光分散補償器。
【請求項２】
両端がスラブ導波路となるように、複数のスラブ導波路と複数のアレイ導波路とが交互に縦続接続され、一端のスラブ導波路に入力導波路および出力導波路が接続されると共に前記他端のスラブ導波路に反射器が接続され、前記一端のスラブ導波路以外のスラブ導波路の内部にレンズ型空間位相変調器が配置された前記コアと、
前記コアの上下に積層されたクラッドとを備えた光分散補償器であって、
前記レンズ型空間位相変調器は、前記コアとクラッドを貫通した溝に透明樹脂を充填することにより設けられ、表裏の少なくとも一面が凹レンズ形状とされ、表裏の曲率が異なる非対称レンズであることを特徴とする光分散補償器。
【請求項３】
前記空間位相変調器は、レンズ中心部とレンズ外縁部とでレンズ幅が異なり、該レンズ幅に応じて放射損が最小になるようにレンズ中心部の溝間隔と外縁部の溝間隔が異なる値に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光分散補償器。
【請求項１】
一端がスラブ導波路であり他端がアレイ導波路となるように、複数のスラブ導波路と複数のアレイ導波路とが交互に縦続接続され、前記一端のスラブ導波路に入力導波路および出力導波路が接続されると共に前記他端のアレイ導波路に反射器が接続され、前記一端のスラブ導波路以外のスラブ導波路の内部にレンズ型空間位相変調器が配置された前記コアと、
前記コアの上下に積層されたクラッドとを備えた光分散補償器であって、
前記レンズ型空間位相変調器は、前記コアとクラッドを貫通した溝に透明樹脂を充填することにより設けられ、表裏の少なくとも一面が凹レンズに形成され、表裏の曲率が異なる非対称レンズであることを特徴とする光分散補償器。
【請求項２】
両端がスラブ導波路となるように、複数のスラブ導波路と複数のアレイ導波路とが交互に縦続接続され、一端のスラブ導波路に入力導波路および出力導波路が接続されると共に前記他端のスラブ導波路に反射器が接続され、前記一端のスラブ導波路以外のスラブ導波路の内部にレンズ型空間位相変調器が配置された前記コアと、
前記コアの上下に積層されたクラッドとを備えた光分散補償器であって、
前記レンズ型空間位相変調器は、前記コアとクラッドを貫通した溝に透明樹脂を充填することにより設けられ、表裏の少なくとも一面が凹レンズ形状とされ、表裏の曲率が異なる非対称レンズであることを特徴とする光分散補償器。
【請求項３】
前記空間位相変調器は、レンズ中心部とレンズ外縁部とでレンズ幅が異なり、該レンズ幅に応じて放射損が最小になるようにレンズ中心部の溝間隔と外縁部の溝間隔が異なる値に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光分散補償器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−２９５４６（Ｐ２０１３−２９５４６Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６３５６７（Ｐ２０１１−１６３５６７）
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【出願人】（８９９００００７９）学校法人慶應義塾 (742)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【出願人】（８９９００００７９）学校法人慶應義塾 (742)
【Ｆターム（参考）】
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