導波路型合波器
【課題】温度変化によるレーザダイオードの波長シフト（温度ドリフト）が生じた場合でも、光損失を低く抑えることができる導波路型合波器を提供する。
【解決手段】導波路型合波器２０は、マッハツェンダ干渉計２０ｂを構成する導波路５０，５２を用いて異なる波長λ１，λ３の光信号を合波する。ある波長λ１に対応する第１ポート２００ａに着目すると、導波路型合波器２０の透過中心波長は材料の屈折率によって変化することが分かる。したがって、温度条件の変化に応じて屈折率が変化する材料を予め選定しておけば、レーザダイオードの発振波長に温度ドリフトが生じても、導波路型合波器２０の透過中心波長を追従して変化させることができる。
【解決手段】導波路型合波器２０は、マッハツェンダ干渉計２０ｂを構成する導波路５０，５２を用いて異なる波長λ１，λ３の光信号を合波する。ある波長λ１に対応する第１ポート２００ａに着目すると、導波路型合波器２０の透過中心波長は材料の屈折率によって変化することが分かる。したがって、温度条件の変化に応じて屈折率が変化する材料を予め選定しておけば、レーザダイオードの発振波長に温度ドリフトが生じても、導波路型合波器２０の透過中心波長を追従して変化させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導波路型合波器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、波長の異なる複数の光信号を１本の光ファイバで伝送する光波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。複数の光信号は、それぞれ単波長光源器から出力され、合波器で合波（多重化）されて多波長光信号となる。また多波長光信号は受信側の分波器で分波され、複数の単波長光信号として受信される。
【０００３】
上記の先行技術において、単波長光源器としては半導体レーザが用いられており、合波器や分波器としてはアレイ導波路型のものが用いられている。通常、半導体レーザは、素子温度の変化によって発振波長がシフトしていくが、上記の先行技術では、予め合波器や分波器の透過帯域を発振波長のシフト幅以上に確保しておくとともに、透過帯域の中心波長を標準的なグリッド波長よりも長波長側にずらしている。これにより、使用温度の変化に伴う発振波長のシフトが生じた場合であっても、合波器や分波器の透過帯域幅内で波長シフトを許容することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２９７５５９号公報（段落００２７〜００２９、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、たとえ合波器の透過帯域幅を予め広めに確保しておいたとしても、透過帯域の中心波長から半導体レーザの発振波長がずれていくと、それだけ合波器での光透過率は低下する。このため先行技術（特許文献１）の手法では、温度変化によって半導体レーザの発振波長がシフトした場合に光損失が大きくなり、光出力が変動しやすくなるという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、温度変化による波長シフト（温度ドリフト）が生じた場合でも、光損失を低く抑えることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明は以下の解決手段を採用する。
すなわち本発明は、マッハツェンダ干渉計を構成する複数の導波路を用いて、複数の光源から出力された互いに波長の異なる複数の光を合波する導波路型合波器を一態様とする。光源は、温度条件の変化に応じて出力する光の波長が変化する特性を有しており、導波路は、温度条件の変化に伴う光源からの光の波長の変化に追従して、光損失を極小化する透過中心波長が変化する温度依存特性を有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の導波路型合波器によれば、温度変化による波長のシフトが生じても、光損失を低く抑えて光出力を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】波長多重伝送システムの構成を概略的に示す図である。
【図２】導波路型合波器の構成例を概略的に示す図である。
【図３】導波路型合波器の基本的な分光特性を示す図である。
【図４】第１実施形態の導波路型合波器を構成するマッハツェンダ干渉計を概略的に示す平面図である。
【図５】第２実施形態の導波路型合波器を構成するマッハツェンダ干渉計を概略的に示す平面図である。
【図６】図５に示すマッハツェンダ干渉計の概略的な分解図である。
【図７】第１及び第２実施形態の導波路型合波器の分光特性（波長λ１）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
〔導波路型合波器の適用例〕
図１は、波長多重伝送システムの構成を概略的に示す図である。導波路型合波器は、例えば図１に示される波長多重伝送システムに適用することができる。ただし、以下は１つの適用例として示すものであり、導波路型合波器の適用範囲は以下の適用例に限られるものではない。
【００１２】
波長多重伝送システムは、例えば送信側の光トランシーバ１０から４波長多重化した光信号を出力し、１芯の光ファイバ２２を伝送路として光信号を伝送する。伝送区間が長距離に及ぶ場合、伝送路の途中には中継器２４を設置することができ、中継器２４は光増幅器２４ａで光信号を増幅しながら伝送する。伝送された光信号は、受信側の光トランシーバ４０で４つの単波長光信号に分波される。なお、ここでは送信側、受信側としてそれぞれ簡略化しているが、双方の光トランシーバ１０，４０には、光送信機能と光受信機能とが合わせて装備されていてもよい。
【００１３】
送信側の光トランシーバ１０は、光源器１２及び導波路型合波器２０を備えている。光源器１２には、例えば光源としての４つのレーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）１２ａ〜１２ｄが含まれており、これら４つのレーザダイオード１２ａ〜１２ｄは、それぞれ異なる波長（λ１，λ２，λ３，λ４）の光信号を出力する。
【００１４】
なお光源器１２には、図示しない変調（駆動）回路やＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路が接続されている。変調回路は、レーザダイオード１２ａ〜１２ｄに対し変調信号（振幅変調電流）を供給して光信号を直接変調する。またＡＰＣ回路は、レーザダイオード１２ａ〜１２ｄの後方出力をモニタし、出力誤差をフィードバックしてＬＤバイアス電流をフィードバック制御する。
【００１５】
導波路型合波器２０は、上記のように４つの異なる波長λ１，λ２，λ３，λ４の光信号を合波して出力する。なお、導波路型合波器２０の具体的な形態（第１実施形態及び第２実施形態）についてはさらに後述する。
【００１６】
受信側の光トランシーバ４０は、導波路型分波器３０及び受光器３２を備えている。導波路型分波器３０は、光ファイバ２２を通じて入力された多重化信号を４つの単波長λ１，λ２，λ３，λ４の光信号に分波する。
【００１７】
また受光器３２には、例えば４つのフォトダイオード（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）３２ａ〜３２ｄが含まれており、これら４つのフォトダイオード３２ａ〜３２ｄは、それぞれ単波長λ１，λ２，λ３，λ４に分波された光信号を電気信号に変換する。
【００１８】
〔導波路型合波器の構成〕
次に図２は、導波路型合波器２０の構成例を概略的に示す図である。導波路型合波器２０は、例えば３つのマッハツェンダ干渉計２０ａ〜２０ｃを多段に接続して構成されている。具体的には、光信号の入力段に２つのマッハツェンダ干渉計２０ｂ，２０ｃが位置し、残る１つのマッハツェンダ干渉計２０ａが出力段に位置している。３つのマッハツェンダ干渉計２０ａ〜２０ｃは、いずれも構造的には同等（ただし分光特性は個別に異なる）の光導波路素子であるが、配置によって機能が異なる。
【００１９】
入力段に位置する２つのマッハツェンダ干渉計２０ｂ，２０ｃは、導波路型合波器２０全体としての入力ポート２００を形成している。入力ポート２００には、第１ポート２００ａ〜第４ポート２００ｄまでの４つが含まれる。このうち第１ポート２００ａ及び第２ポート２００ｂが１つのマッハツェンダ干渉計２０ｂで構成されており、第３ポート２００ｃ及び第４ポート２００ｄがもう１つのマッハツェンダ干渉計２０ｃで構成されている。
【００２０】
４つある入力ポート２００のうち、第１ポート２００ａには波長λ１の光信号が入力され、第２ポート２００ｂには波長λ３の光信号が入力されるものとなっている。また第３ポート２００ｃには波長λ２の光信号が入力され、第４ポート２００ｄには波長λ４の光信号が入力されるものとなっている。なお、同一のマッハツェンダ干渉計２０ｂに入力される２つの光信号（波長λ１，λ３）の間には、標準グリッドよりも大きい波長間隔が確保されている。同様に、同一のマッハツェンダ干渉計２０ｃに入力される２つの光信号（波長λ２，λ４）の間にも、標準グリッドより大きい波長間隔が確保されているものとする。
【００２１】
出力段に位置する１つのマッハツェンダ干渉計２０ａは、導波路型合波器２０全体としての出力ポート２１０を形成している。マッハツェンダ干渉計２０ａと他の２つのマッハツェンダ干渉計２０ｂ，２０ｃとは、それぞれ中間導波路２００ｅ，２００ｆで接続されている。入力段のマッハツェンダ干渉計２０ｂで合波された光信号（波長λ１，λ３）は、中間導波路２００ｅを通じて出力段のマッハツェンダ干渉計２０ａに入力され、また、別の入力段のマッハツェンダ干渉計２０ｃで合波された光信号（波長λ２，λ４）は、中間導波路２００ｆを通じて出力段のマッハツェンダ干渉計２０ａに入力されている。
【００２２】
出力段のマッハツェンダ干渉計２０ａは、入力された２つの光信号（波長λ１，λ３が合波されたものと波長λ２，λ４が合波されたもの）をさらに合波し、４波長多重化した光信号（波長λ１〜λ４）を出力ポート２１０から出力する。
【００２３】
〔基本分光特性〕
図３は、導波路型合波器２０の基本的な分光特性を示す図である。導波路型合波器２０は、短波長域から長波長域に向かって波長λ１，λ２，λ３，λ４の順に、各透過中心波長がほぼ一定間隔で配置された分光特性を有している。なお、ここでは透過中心波長の間隔を一定としているが、波長間隔は一定でなくてもよい。
【００２４】
導波路型合波器２０は３つのマッハツェンダ干渉計２０ａ〜２０ｃで構成されているため、波長毎の光損失は比較的小さい。すなわち各波長λ１〜λ４の光信号は、それぞれレーザダイオード１２ａ〜１２ｄの発振波長が透過中心波長に一致したとき、光損失が最小値（Ｌｍ）に抑えられるものとなっている。
したがって、各マッハツェンダ干渉計２０ａ〜２０ｃに形成された導波路（図３には示されていない）には、基本的に入力される光信号の波長λ１〜λ４に対し、それぞれの透過中心波長を一致させる分光特性が与えられている。
【００２５】
上記の基本分光特性において、光トランシーバ１０の動作時の温度条件が常温（例えば２５°Ｃ程度）域にある場合、導波路型合波器２０は全体として、期待した設計値（Ｌｍ）の通りに各光信号（波長λ１〜λ４）の光損失を最小化することができる。
ただし、光トランシーバ１０の動作中は様々な要因により温度条件が変化していくため、レーザダイオード１２ａ〜１２ｄの発振波長は常温設計値で安定せず、各光信号（波長λ１〜λ４）で温度ドリフトが生じてくる。
【００２６】
例えば波長λ１の光信号で考えると、光トランシーバ１０の起動時に温度条件が常温域にある場合、レーザダイオード１２ａの発振波長が導波路型合波器２０の透過中心波長と略一致するため、光損失は設計最小値（Ｌｍ）に抑えられる。そこから温度条件が高温域に変化した場合、レーザダイオード１２ａの発振波長が透過中心波長から長波長側にドリフトする（図中λ１’）。あるいは温度条件が低温域に変化した場合、発振波長は短波長側にドリフトする（図中λ１”）。いずれの場合も、常温域に比較して光損失が大きくなる（Ｌｍ→Ｌｈ）ため、それだけ光出力が変動することになる。
【００２７】
そこで本発明では、各マッハツェンダ干渉計２０ａ〜２０ｃに対し、温度条件の変化に応じて導波路の透過中心波長が変化する温度依存特性を持たせ、発振波長の温度ドリフトに追従して透過中心波長を変化させる手法を採用した。以下に具体的な手法として、２つの実施形態（第１実施形態及び第２実施形態）を提示する。
【００２８】
〔第１実施形態〕
図４は、第１実施形態の導波路型合波器２０を構成するマッハツェンダ干渉計２０ｂを概略的に示す平面図である。図４に示されるマッハツェンダ干渉計２０ｂは、導波路型合波器２０の入力段に位置し、第１ポート２００ａ及び第２ポート２００ｂに対応するものである。なお図中、導波路５０，５２はクラッド５４に内層された状態にあるため表出していないが、発明の理解を容易にするため、ここでは便宜的に実線で示している。
【００２９】
マッハツェンダ干渉計２０ｂは２系統の導波路５０，５２を有しており、これら導波路５０，５２は、上記のようにクラッド５４に内層されている。
一方の導波路５０は第１ポート２００ａを入力端とし、反対の出力端２００ｇは上述した中間導波路２００ｅ（図４には示さず）に接続されている。また、他方の導波路５２は第２ポート２００ｂを入力端としているが、反対の出力端２００ｈは開放されており、実際の光出力は出力端２００ｇに統合されている。
【００３０】
一方の導波路５０は大きく蛇行して形成されており、途中の２箇所が他方の導波路５２に近接されて方向性結合部５６，５８を形成している。なお、ここでは他方の導波路５２が直線状に示されているが、他方の導波路５２は曲線状に形成されていてもよい。
【００３１】
このようなマッハツェンダ干渉計２０ｂにおいて、波長λ１の光信号に対応する第１ポート２００ａに着目すると、第１ポート２００ａから出力端２００ｇに至る区間に２つ（２本）の光路Ｌ１，Ｌ２が形成されている。このうち１つの光路Ｌ１は、全ての区間で導波路５０に沿った形態であり、この光路Ｌ１の長さ（光路長）は導波路５０の全長に依存している。また、もう１つの光路Ｌ２は、２つの方向性結合部５６，５８の外側区間では一方の導波路５０に沿った形態であるが、方向性結合部５６，５８の内側区間では他方の導波路５２に沿った形態であり、内側区間での差が２つの光路Ｌ１，Ｌ２の光路長差Ｌ（＝Ｌ１−Ｌ２）となる。
【００３２】
ここで、第１ポート２００ａの分光特性（損失曲線）は以下の式で表される。
１−ｓｉｎ２（π／λ・ｎ１・Ｌ）
上式において、
λ ：透過中心波長
ｎ１：屈折率
Ｌ ：光路差
である。
【００３３】
上式より、損失を極小化するための透過中心波長は、屈折率ｎ１によって変化することが分かる。屈折率ｎ１は、導波路５０，５２の材料に依存する値であるが、材料の屈折率ｎ１に温度依存特性があれば、温度条件の変化に応じて屈折率ｎ１は変化する。
よって、レーザダイオード１２ａによる発振波長の温度ドリフトに対応して材料の屈折率ｎ１が変化していけば、発振波長の温度ドリフトに透過中心波長を追従して変化させることができる。
【００３４】
〔検証例〕
以下に、具体的な検証例をもって説明する。以下の検証例において、光トランシーバ１０の動作環境下で、温度条件は低温域０°Ｃから高温域８５°Ｃまでの間で変化するものとする。なお、温度条件の設定はこれ以外でもよい。
【００３５】
温度条件より、温度変化幅ΔＴ＝８５°Ｃ・・・（１）である。
上記（１）の温度変化に対し、レーザダイオード１２ａの発振波長（１２７１ｎｍ：２５°Ｃのとき）は８．５ｎｍ変化するものとする（０．１ｎｍ／°Ｃ：ＤＦＢ−ＬＤの場合）。なおＤＦＢ−ＬＤは、分布帰還型レーザダイオード（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄ Ｂａｃｋ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）である。
上記より、発振波長変化幅Δλ＝８．５ｎｍ・・・（２）である。
【００３６】
導波路５０，５２の材料の屈折率ｎ１，光路長差Ｌをそれぞれ以下とする。
ｎ１＝１．４４９８（２５°Ｃのとき）
Ｌ ＝１４４７０．１８ｎｍ
以上より、損失を最小化する透過中心波長λは以下となる。
λ ＝１２７１ｎｍ（２５°Ｃのとき）
【００３７】
上記（２）より、温度ドリフトによる変化幅に合わせて透過中心波長λを８．５ｎｍ変化させるためには、同じ温度変化幅ΔＴの条件において、材料の屈折率ｎ１は以下の変化幅を有する必要がある。
屈折率変化幅Δｎ＝０．００９５・・・（３）
【００３８】
上記（１）と（３）より、材料の屈折率に関する温度依存特性を表す式として、以下が得られる。
Δｎ／ΔＴ＝０．００９５／８５＝１．１２×１０−４
なお上式は、光トランシーバ１０を使用する環境下での温度変化幅（例えば増加方向）に対し、材料の屈折率が変化する必要のある範囲（同じく増加方向）を示している。
【００３９】
以上の検証例から、屈折率ｎ１＝１．４４９８（２５°Ｃのとき）であり、かつ、Δｎ／ΔＴ＝０．００９５／８５＝１．１２×１０−４で表される温度依存特性を有する材料を第１実施形態に適用するものとする。これにより、発振波長の温度ドリフトに追従して導波路型合波器２０の透過中心波長を変化させることができる。
【００４０】
第１実施形態の導波路型合波器２０によれば、予め導波路５０，５２の材料の特性を適切に選択しておくだけで、使用時の温度条件の変化に応じて透過中心波長を最適に変化させ、発振波長の温度ドリフト分を確実に補償することができる。
【００４１】
〔第２実施形態〕
次に図５は、第２実施形態の導波路型合波器２０を構成するマッハツェンダ干渉計２０ｂを概略的に示す平面図である。また図６は、図５に示すマッハツェンダ干渉計２０ｂの概略的な分解図である。
図５及び図６に示されるマッハツェンダ干渉計２０ｂもまた、第１実施形態と同様に、導波路型合波器２０の入力段に位置し、第１ポート２００ａ及び第２ポート２００ｂに対応する。
【００４２】
第２実施形態では、１つのマッハツェンダ干渉計２０ｂを２つの導波路材料２０ｂ−１，２０ｂ−２で構成している。このため図５では、２つの材料の識別を容易にするため、それぞれのクラッド５４に向きの異なるハッチングを付している。その他の構成については第１実施形態と同じであるため、以下では共通の構成要素には第１実施形態と同じ符号を付し、重複した説明を省略するものとする。
【００４３】
図６に示されているように、第２実施形態では、予め屈折率の特性が異なる２つの導波路材料２０ｂ−１，２０ｂ−２を別々に用意するものとする。そして一方の導波路材料２０ｂ−１には一方の導波路５０を形成し、他方の導波路材料２０ｂ−２には他方の導波路５２を形成する。これら２つの導波路材料２０ｂ−１，２０ｂ−２を相互に光学接着することで方向性結合部５６，５８を適切に形成し、第２実施形態に適用可能なマッハツェンダ干渉計２０ｂを得ることができる。なお導波路５０，５２は、導波路材料２０ｂ−１，２０ｂ−２の接着後に形成してもよい。
【００４４】
以上のように第２実施形態では、屈折率の特性が異なる２つの導波路材料２０ｂ−１，２０ｂ−２を用いているため、第１ポート２００ａの分光特性（損失曲線）は以下の式で表される。
１−ｓｉｎ２（π／λ・（ｎ２・Ｌ１−ｎ３・Ｌ２））
上式において、
λ ：透過中心波長
ｎ２：導波路材料２０ｂ−１の屈折率（温度依存特性を有するもの）
ｎ３：導波路材料２０ｂ−２の屈折率（温度依存特性を有しない）
Ｌ１：光路Ｌ１の長さ
Ｌ２：光路Ｌ２の長さ
【００４５】
〔基本パターン〕
上式より、損失を極小化するための透過中心波長は、屈折率ｎ３を一定とすると、屈折率ｎ２によって変化することが分かる。よって、レーザダイオード１２ａによる発振波長の温度ドリフトに対応して、導波路材料２０ｂ−１の屈折率ｎ２が変化していけば、発振波長の温度ドリフトに透過中心波長を追従して変化させることができる。
【００４６】
〔別パターン〕
なお第２実施形態において、以下の別パターンを適用することができる。
λ ：透過中心波長
ｎ２：導波路材料２０ｂ−１の屈折率（温度依存特性を有するもの）
ｎ３：導波路材料２０ｂ−２の屈折率（温度依存特性を有するが、ｎ２の変化幅より小さい）
Ｌ１：光路Ｌ１の長さ
Ｌ２：光路Ｌ２の長さ
【００４７】
上式より、損失を極小化するための透過中心波長は、屈折率ｎ２の変化幅Δｎ２と屈折率ｎ３の変化幅Δｎ３との差によって変化することが分かる。よって、レーザダイオード１２ａによる発振波長の温度ドリフトに対応して、２つの導波路材料２０ｂ−１，２０ｂ−１の屈折率ｎ２，ｎ３がそれぞれ変化し、これに伴って変化幅の差（Δｎ２−Δｎ３）が変化していけば、同じく発振波長の温度ドリフトに透過中心波長を追従して変化させることができる。
【００４８】
第２実施形態の導波路型合波器２０によれば、２つの導波路５０，５２を構成する導波路材料２０ｂ−１，２０ｂ−２の特性を予め適切に選択しておくことにより、同じく使用時の温度条件の変化に応じて透過中心波長を最適に変化させ、発振波長の温度ドリフト分を確実に補償することができる。
【００４９】
図７は、第１及び第２実施形態の導波路型合波器２０の分光特性（波長λ１）を示す図である。ここでは第１ポート２００ａに対応する波長域を例示しているが、第１及び第２実施形態で挙げた手法を適用すれば、他の波長λ２，λ３，λ４に対応する第３ポート２００ｃ、第２ポート２００ｂ及び第４ポート２００ｄについても同様に、分光特性に温度依存特性を持たせることができる。
【００５０】
図７に示されているように、第１及び第２実施形態の導波路型合波器２０によれば、例えば常温域（２５°Ｃ）で透過中心波長がλ１（常温）の分光特性を示していても、高温域（８５°Ｃ）に温度条件が変化すると、分光特性が長波長側の透過中心波長λ１’（高温）にシフトする。このときの透過中心波長λ１’（高温）は、レーザダイオード１２ａによる発振波長の温度ドリフト（高温時）に追従している。また低温域（０°Ｃ）に温度条件が変化すると、分光特性が短波長側の透過中心波長λ１”（低温）にシフトする。このときの透過中心波長λ１”（低温）もまた、レーザダイオード１２ａによる発振波長の温度ドリフト（低温時）に追従している。
【００５１】
なお、図７には透過中心波長のシフト限度として高温時及び低温時を示しているが、例えば常温と高温の間の中高温域（４０°Ｃ程度）や、常温と低温の間の中低温域（１０°程度）であっても、それぞれの温度条件の温度ドリフトに対して、透過中心波長の変化が高精度に追従することができる。
【００５２】
以上のように、第１及び第２実施形態の導波路型合波器２０によれば、導波路５０，５２の材料に関する特性を予め適切に選定しておくことで、使用時の温度条件の変化による光トランシーバ１０の出力変動を抑え、波長多重化伝送システムによるデータ伝送の安定化に大きく寄与することができる。
【００５３】
なお導波路型合波器２０は、４波長よりチャンネル数が多い形態（例えば１０チャンネル）であってもよい。この場合であっても、第１及び第２実施形態で挙げた手法を適用することにより、チャンネル毎にレーザダイオードの発振波長の温度ドリフトに対して、導波路型合波器２０の透過中心波長を適切に追従させることができる。
【００５４】
第１及び第２実施形態で挙げたマッハツェンダ干渉計２０ｂの構成は、特に図示のものに限られず、導波路５０，５２のパターンや光路Ｌ１，Ｌ２の長さが適宜に異なっていてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０，４０ 光トランシーバ
２０ 導波路型合波器
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ マッハツェンダ干渉計
２０ｂ−１，２０ｂ−２ 導波路材料
２２ 光ファイバ
３０ 導波路型分波器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導波路型合波器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、波長の異なる複数の光信号を１本の光ファイバで伝送する光波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。複数の光信号は、それぞれ単波長光源器から出力され、合波器で合波（多重化）されて多波長光信号となる。また多波長光信号は受信側の分波器で分波され、複数の単波長光信号として受信される。
【０００３】
上記の先行技術において、単波長光源器としては半導体レーザが用いられており、合波器や分波器としてはアレイ導波路型のものが用いられている。通常、半導体レーザは、素子温度の変化によって発振波長がシフトしていくが、上記の先行技術では、予め合波器や分波器の透過帯域を発振波長のシフト幅以上に確保しておくとともに、透過帯域の中心波長を標準的なグリッド波長よりも長波長側にずらしている。これにより、使用温度の変化に伴う発振波長のシフトが生じた場合であっても、合波器や分波器の透過帯域幅内で波長シフトを許容することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２９７５５９号公報（段落００２７〜００２９、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、たとえ合波器の透過帯域幅を予め広めに確保しておいたとしても、透過帯域の中心波長から半導体レーザの発振波長がずれていくと、それだけ合波器での光透過率は低下する。このため先行技術（特許文献１）の手法では、温度変化によって半導体レーザの発振波長がシフトした場合に光損失が大きくなり、光出力が変動しやすくなるという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、温度変化による波長シフト（温度ドリフト）が生じた場合でも、光損失を低く抑えることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明は以下の解決手段を採用する。
すなわち本発明は、マッハツェンダ干渉計を構成する複数の導波路を用いて、複数の光源から出力された互いに波長の異なる複数の光を合波する導波路型合波器を一態様とする。光源は、温度条件の変化に応じて出力する光の波長が変化する特性を有しており、導波路は、温度条件の変化に伴う光源からの光の波長の変化に追従して、光損失を極小化する透過中心波長が変化する温度依存特性を有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の導波路型合波器によれば、温度変化による波長のシフトが生じても、光損失を低く抑えて光出力を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】波長多重伝送システムの構成を概略的に示す図である。
【図２】導波路型合波器の構成例を概略的に示す図である。
【図３】導波路型合波器の基本的な分光特性を示す図である。
【図４】第１実施形態の導波路型合波器を構成するマッハツェンダ干渉計を概略的に示す平面図である。
【図５】第２実施形態の導波路型合波器を構成するマッハツェンダ干渉計を概略的に示す平面図である。
【図６】図５に示すマッハツェンダ干渉計の概略的な分解図である。
【図７】第１及び第２実施形態の導波路型合波器の分光特性（波長λ１）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
〔導波路型合波器の適用例〕
図１は、波長多重伝送システムの構成を概略的に示す図である。導波路型合波器は、例えば図１に示される波長多重伝送システムに適用することができる。ただし、以下は１つの適用例として示すものであり、導波路型合波器の適用範囲は以下の適用例に限られるものではない。
【００１２】
波長多重伝送システムは、例えば送信側の光トランシーバ１０から４波長多重化した光信号を出力し、１芯の光ファイバ２２を伝送路として光信号を伝送する。伝送区間が長距離に及ぶ場合、伝送路の途中には中継器２４を設置することができ、中継器２４は光増幅器２４ａで光信号を増幅しながら伝送する。伝送された光信号は、受信側の光トランシーバ４０で４つの単波長光信号に分波される。なお、ここでは送信側、受信側としてそれぞれ簡略化しているが、双方の光トランシーバ１０，４０には、光送信機能と光受信機能とが合わせて装備されていてもよい。
【００１３】
送信側の光トランシーバ１０は、光源器１２及び導波路型合波器２０を備えている。光源器１２には、例えば光源としての４つのレーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）１２ａ〜１２ｄが含まれており、これら４つのレーザダイオード１２ａ〜１２ｄは、それぞれ異なる波長（λ１，λ２，λ３，λ４）の光信号を出力する。
【００１４】
なお光源器１２には、図示しない変調（駆動）回路やＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路が接続されている。変調回路は、レーザダイオード１２ａ〜１２ｄに対し変調信号（振幅変調電流）を供給して光信号を直接変調する。またＡＰＣ回路は、レーザダイオード１２ａ〜１２ｄの後方出力をモニタし、出力誤差をフィードバックしてＬＤバイアス電流をフィードバック制御する。
【００１５】
導波路型合波器２０は、上記のように４つの異なる波長λ１，λ２，λ３，λ４の光信号を合波して出力する。なお、導波路型合波器２０の具体的な形態（第１実施形態及び第２実施形態）についてはさらに後述する。
【００１６】
受信側の光トランシーバ４０は、導波路型分波器３０及び受光器３２を備えている。導波路型分波器３０は、光ファイバ２２を通じて入力された多重化信号を４つの単波長λ１，λ２，λ３，λ４の光信号に分波する。
【００１７】
また受光器３２には、例えば４つのフォトダイオード（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）３２ａ〜３２ｄが含まれており、これら４つのフォトダイオード３２ａ〜３２ｄは、それぞれ単波長λ１，λ２，λ３，λ４に分波された光信号を電気信号に変換する。
【００１８】
〔導波路型合波器の構成〕
次に図２は、導波路型合波器２０の構成例を概略的に示す図である。導波路型合波器２０は、例えば３つのマッハツェンダ干渉計２０ａ〜２０ｃを多段に接続して構成されている。具体的には、光信号の入力段に２つのマッハツェンダ干渉計２０ｂ，２０ｃが位置し、残る１つのマッハツェンダ干渉計２０ａが出力段に位置している。３つのマッハツェンダ干渉計２０ａ〜２０ｃは、いずれも構造的には同等（ただし分光特性は個別に異なる）の光導波路素子であるが、配置によって機能が異なる。
【００１９】
入力段に位置する２つのマッハツェンダ干渉計２０ｂ，２０ｃは、導波路型合波器２０全体としての入力ポート２００を形成している。入力ポート２００には、第１ポート２００ａ〜第４ポート２００ｄまでの４つが含まれる。このうち第１ポート２００ａ及び第２ポート２００ｂが１つのマッハツェンダ干渉計２０ｂで構成されており、第３ポート２００ｃ及び第４ポート２００ｄがもう１つのマッハツェンダ干渉計２０ｃで構成されている。
【００２０】
４つある入力ポート２００のうち、第１ポート２００ａには波長λ１の光信号が入力され、第２ポート２００ｂには波長λ３の光信号が入力されるものとなっている。また第３ポート２００ｃには波長λ２の光信号が入力され、第４ポート２００ｄには波長λ４の光信号が入力されるものとなっている。なお、同一のマッハツェンダ干渉計２０ｂに入力される２つの光信号（波長λ１，λ３）の間には、標準グリッドよりも大きい波長間隔が確保されている。同様に、同一のマッハツェンダ干渉計２０ｃに入力される２つの光信号（波長λ２，λ４）の間にも、標準グリッドより大きい波長間隔が確保されているものとする。
【００２１】
出力段に位置する１つのマッハツェンダ干渉計２０ａは、導波路型合波器２０全体としての出力ポート２１０を形成している。マッハツェンダ干渉計２０ａと他の２つのマッハツェンダ干渉計２０ｂ，２０ｃとは、それぞれ中間導波路２００ｅ，２００ｆで接続されている。入力段のマッハツェンダ干渉計２０ｂで合波された光信号（波長λ１，λ３）は、中間導波路２００ｅを通じて出力段のマッハツェンダ干渉計２０ａに入力され、また、別の入力段のマッハツェンダ干渉計２０ｃで合波された光信号（波長λ２，λ４）は、中間導波路２００ｆを通じて出力段のマッハツェンダ干渉計２０ａに入力されている。
【００２２】
出力段のマッハツェンダ干渉計２０ａは、入力された２つの光信号（波長λ１，λ３が合波されたものと波長λ２，λ４が合波されたもの）をさらに合波し、４波長多重化した光信号（波長λ１〜λ４）を出力ポート２１０から出力する。
【００２３】
〔基本分光特性〕
図３は、導波路型合波器２０の基本的な分光特性を示す図である。導波路型合波器２０は、短波長域から長波長域に向かって波長λ１，λ２，λ３，λ４の順に、各透過中心波長がほぼ一定間隔で配置された分光特性を有している。なお、ここでは透過中心波長の間隔を一定としているが、波長間隔は一定でなくてもよい。
【００２４】
導波路型合波器２０は３つのマッハツェンダ干渉計２０ａ〜２０ｃで構成されているため、波長毎の光損失は比較的小さい。すなわち各波長λ１〜λ４の光信号は、それぞれレーザダイオード１２ａ〜１２ｄの発振波長が透過中心波長に一致したとき、光損失が最小値（Ｌｍ）に抑えられるものとなっている。
したがって、各マッハツェンダ干渉計２０ａ〜２０ｃに形成された導波路（図３には示されていない）には、基本的に入力される光信号の波長λ１〜λ４に対し、それぞれの透過中心波長を一致させる分光特性が与えられている。
【００２５】
上記の基本分光特性において、光トランシーバ１０の動作時の温度条件が常温（例えば２５°Ｃ程度）域にある場合、導波路型合波器２０は全体として、期待した設計値（Ｌｍ）の通りに各光信号（波長λ１〜λ４）の光損失を最小化することができる。
ただし、光トランシーバ１０の動作中は様々な要因により温度条件が変化していくため、レーザダイオード１２ａ〜１２ｄの発振波長は常温設計値で安定せず、各光信号（波長λ１〜λ４）で温度ドリフトが生じてくる。
【００２６】
例えば波長λ１の光信号で考えると、光トランシーバ１０の起動時に温度条件が常温域にある場合、レーザダイオード１２ａの発振波長が導波路型合波器２０の透過中心波長と略一致するため、光損失は設計最小値（Ｌｍ）に抑えられる。そこから温度条件が高温域に変化した場合、レーザダイオード１２ａの発振波長が透過中心波長から長波長側にドリフトする（図中λ１’）。あるいは温度条件が低温域に変化した場合、発振波長は短波長側にドリフトする（図中λ１”）。いずれの場合も、常温域に比較して光損失が大きくなる（Ｌｍ→Ｌｈ）ため、それだけ光出力が変動することになる。
【００２７】
そこで本発明では、各マッハツェンダ干渉計２０ａ〜２０ｃに対し、温度条件の変化に応じて導波路の透過中心波長が変化する温度依存特性を持たせ、発振波長の温度ドリフトに追従して透過中心波長を変化させる手法を採用した。以下に具体的な手法として、２つの実施形態（第１実施形態及び第２実施形態）を提示する。
【００２８】
〔第１実施形態〕
図４は、第１実施形態の導波路型合波器２０を構成するマッハツェンダ干渉計２０ｂを概略的に示す平面図である。図４に示されるマッハツェンダ干渉計２０ｂは、導波路型合波器２０の入力段に位置し、第１ポート２００ａ及び第２ポート２００ｂに対応するものである。なお図中、導波路５０，５２はクラッド５４に内層された状態にあるため表出していないが、発明の理解を容易にするため、ここでは便宜的に実線で示している。
【００２９】
マッハツェンダ干渉計２０ｂは２系統の導波路５０，５２を有しており、これら導波路５０，５２は、上記のようにクラッド５４に内層されている。
一方の導波路５０は第１ポート２００ａを入力端とし、反対の出力端２００ｇは上述した中間導波路２００ｅ（図４には示さず）に接続されている。また、他方の導波路５２は第２ポート２００ｂを入力端としているが、反対の出力端２００ｈは開放されており、実際の光出力は出力端２００ｇに統合されている。
【００３０】
一方の導波路５０は大きく蛇行して形成されており、途中の２箇所が他方の導波路５２に近接されて方向性結合部５６，５８を形成している。なお、ここでは他方の導波路５２が直線状に示されているが、他方の導波路５２は曲線状に形成されていてもよい。
【００３１】
このようなマッハツェンダ干渉計２０ｂにおいて、波長λ１の光信号に対応する第１ポート２００ａに着目すると、第１ポート２００ａから出力端２００ｇに至る区間に２つ（２本）の光路Ｌ１，Ｌ２が形成されている。このうち１つの光路Ｌ１は、全ての区間で導波路５０に沿った形態であり、この光路Ｌ１の長さ（光路長）は導波路５０の全長に依存している。また、もう１つの光路Ｌ２は、２つの方向性結合部５６，５８の外側区間では一方の導波路５０に沿った形態であるが、方向性結合部５６，５８の内側区間では他方の導波路５２に沿った形態であり、内側区間での差が２つの光路Ｌ１，Ｌ２の光路長差Ｌ（＝Ｌ１−Ｌ２）となる。
【００３２】
ここで、第１ポート２００ａの分光特性（損失曲線）は以下の式で表される。
１−ｓｉｎ２（π／λ・ｎ１・Ｌ）
上式において、
λ ：透過中心波長
ｎ１：屈折率
Ｌ ：光路差
である。
【００３３】
上式より、損失を極小化するための透過中心波長は、屈折率ｎ１によって変化することが分かる。屈折率ｎ１は、導波路５０，５２の材料に依存する値であるが、材料の屈折率ｎ１に温度依存特性があれば、温度条件の変化に応じて屈折率ｎ１は変化する。
よって、レーザダイオード１２ａによる発振波長の温度ドリフトに対応して材料の屈折率ｎ１が変化していけば、発振波長の温度ドリフトに透過中心波長を追従して変化させることができる。
【００３４】
〔検証例〕
以下に、具体的な検証例をもって説明する。以下の検証例において、光トランシーバ１０の動作環境下で、温度条件は低温域０°Ｃから高温域８５°Ｃまでの間で変化するものとする。なお、温度条件の設定はこれ以外でもよい。
【００３５】
温度条件より、温度変化幅ΔＴ＝８５°Ｃ・・・（１）である。
上記（１）の温度変化に対し、レーザダイオード１２ａの発振波長（１２７１ｎｍ：２５°Ｃのとき）は８．５ｎｍ変化するものとする（０．１ｎｍ／°Ｃ：ＤＦＢ−ＬＤの場合）。なおＤＦＢ−ＬＤは、分布帰還型レーザダイオード（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄ Ｂａｃｋ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）である。
上記より、発振波長変化幅Δλ＝８．５ｎｍ・・・（２）である。
【００３６】
導波路５０，５２の材料の屈折率ｎ１，光路長差Ｌをそれぞれ以下とする。
ｎ１＝１．４４９８（２５°Ｃのとき）
Ｌ ＝１４４７０．１８ｎｍ
以上より、損失を最小化する透過中心波長λは以下となる。
λ ＝１２７１ｎｍ（２５°Ｃのとき）
【００３７】
上記（２）より、温度ドリフトによる変化幅に合わせて透過中心波長λを８．５ｎｍ変化させるためには、同じ温度変化幅ΔＴの条件において、材料の屈折率ｎ１は以下の変化幅を有する必要がある。
屈折率変化幅Δｎ＝０．００９５・・・（３）
【００３８】
上記（１）と（３）より、材料の屈折率に関する温度依存特性を表す式として、以下が得られる。
Δｎ／ΔＴ＝０．００９５／８５＝１．１２×１０−４
なお上式は、光トランシーバ１０を使用する環境下での温度変化幅（例えば増加方向）に対し、材料の屈折率が変化する必要のある範囲（同じく増加方向）を示している。
【００３９】
以上の検証例から、屈折率ｎ１＝１．４４９８（２５°Ｃのとき）であり、かつ、Δｎ／ΔＴ＝０．００９５／８５＝１．１２×１０−４で表される温度依存特性を有する材料を第１実施形態に適用するものとする。これにより、発振波長の温度ドリフトに追従して導波路型合波器２０の透過中心波長を変化させることができる。
【００４０】
第１実施形態の導波路型合波器２０によれば、予め導波路５０，５２の材料の特性を適切に選択しておくだけで、使用時の温度条件の変化に応じて透過中心波長を最適に変化させ、発振波長の温度ドリフト分を確実に補償することができる。
【００４１】
〔第２実施形態〕
次に図５は、第２実施形態の導波路型合波器２０を構成するマッハツェンダ干渉計２０ｂを概略的に示す平面図である。また図６は、図５に示すマッハツェンダ干渉計２０ｂの概略的な分解図である。
図５及び図６に示されるマッハツェンダ干渉計２０ｂもまた、第１実施形態と同様に、導波路型合波器２０の入力段に位置し、第１ポート２００ａ及び第２ポート２００ｂに対応する。
【００４２】
第２実施形態では、１つのマッハツェンダ干渉計２０ｂを２つの導波路材料２０ｂ−１，２０ｂ−２で構成している。このため図５では、２つの材料の識別を容易にするため、それぞれのクラッド５４に向きの異なるハッチングを付している。その他の構成については第１実施形態と同じであるため、以下では共通の構成要素には第１実施形態と同じ符号を付し、重複した説明を省略するものとする。
【００４３】
図６に示されているように、第２実施形態では、予め屈折率の特性が異なる２つの導波路材料２０ｂ−１，２０ｂ−２を別々に用意するものとする。そして一方の導波路材料２０ｂ−１には一方の導波路５０を形成し、他方の導波路材料２０ｂ−２には他方の導波路５２を形成する。これら２つの導波路材料２０ｂ−１，２０ｂ−２を相互に光学接着することで方向性結合部５６，５８を適切に形成し、第２実施形態に適用可能なマッハツェンダ干渉計２０ｂを得ることができる。なお導波路５０，５２は、導波路材料２０ｂ−１，２０ｂ−２の接着後に形成してもよい。
【００４４】
以上のように第２実施形態では、屈折率の特性が異なる２つの導波路材料２０ｂ−１，２０ｂ−２を用いているため、第１ポート２００ａの分光特性（損失曲線）は以下の式で表される。
１−ｓｉｎ２（π／λ・（ｎ２・Ｌ１−ｎ３・Ｌ２））
上式において、
λ ：透過中心波長
ｎ２：導波路材料２０ｂ−１の屈折率（温度依存特性を有するもの）
ｎ３：導波路材料２０ｂ−２の屈折率（温度依存特性を有しない）
Ｌ１：光路Ｌ１の長さ
Ｌ２：光路Ｌ２の長さ
【００４５】
〔基本パターン〕
上式より、損失を極小化するための透過中心波長は、屈折率ｎ３を一定とすると、屈折率ｎ２によって変化することが分かる。よって、レーザダイオード１２ａによる発振波長の温度ドリフトに対応して、導波路材料２０ｂ−１の屈折率ｎ２が変化していけば、発振波長の温度ドリフトに透過中心波長を追従して変化させることができる。
【００４６】
〔別パターン〕
なお第２実施形態において、以下の別パターンを適用することができる。
λ ：透過中心波長
ｎ２：導波路材料２０ｂ−１の屈折率（温度依存特性を有するもの）
ｎ３：導波路材料２０ｂ−２の屈折率（温度依存特性を有するが、ｎ２の変化幅より小さい）
Ｌ１：光路Ｌ１の長さ
Ｌ２：光路Ｌ２の長さ
【００４７】
上式より、損失を極小化するための透過中心波長は、屈折率ｎ２の変化幅Δｎ２と屈折率ｎ３の変化幅Δｎ３との差によって変化することが分かる。よって、レーザダイオード１２ａによる発振波長の温度ドリフトに対応して、２つの導波路材料２０ｂ−１，２０ｂ−１の屈折率ｎ２，ｎ３がそれぞれ変化し、これに伴って変化幅の差（Δｎ２−Δｎ３）が変化していけば、同じく発振波長の温度ドリフトに透過中心波長を追従して変化させることができる。
【００４８】
第２実施形態の導波路型合波器２０によれば、２つの導波路５０，５２を構成する導波路材料２０ｂ−１，２０ｂ−２の特性を予め適切に選択しておくことにより、同じく使用時の温度条件の変化に応じて透過中心波長を最適に変化させ、発振波長の温度ドリフト分を確実に補償することができる。
【００４９】
図７は、第１及び第２実施形態の導波路型合波器２０の分光特性（波長λ１）を示す図である。ここでは第１ポート２００ａに対応する波長域を例示しているが、第１及び第２実施形態で挙げた手法を適用すれば、他の波長λ２，λ３，λ４に対応する第３ポート２００ｃ、第２ポート２００ｂ及び第４ポート２００ｄについても同様に、分光特性に温度依存特性を持たせることができる。
【００５０】
図７に示されているように、第１及び第２実施形態の導波路型合波器２０によれば、例えば常温域（２５°Ｃ）で透過中心波長がλ１（常温）の分光特性を示していても、高温域（８５°Ｃ）に温度条件が変化すると、分光特性が長波長側の透過中心波長λ１’（高温）にシフトする。このときの透過中心波長λ１’（高温）は、レーザダイオード１２ａによる発振波長の温度ドリフト（高温時）に追従している。また低温域（０°Ｃ）に温度条件が変化すると、分光特性が短波長側の透過中心波長λ１”（低温）にシフトする。このときの透過中心波長λ１”（低温）もまた、レーザダイオード１２ａによる発振波長の温度ドリフト（低温時）に追従している。
【００５１】
なお、図７には透過中心波長のシフト限度として高温時及び低温時を示しているが、例えば常温と高温の間の中高温域（４０°Ｃ程度）や、常温と低温の間の中低温域（１０°程度）であっても、それぞれの温度条件の温度ドリフトに対して、透過中心波長の変化が高精度に追従することができる。
【００５２】
以上のように、第１及び第２実施形態の導波路型合波器２０によれば、導波路５０，５２の材料に関する特性を予め適切に選定しておくことで、使用時の温度条件の変化による光トランシーバ１０の出力変動を抑え、波長多重化伝送システムによるデータ伝送の安定化に大きく寄与することができる。
【００５３】
なお導波路型合波器２０は、４波長よりチャンネル数が多い形態（例えば１０チャンネル）であってもよい。この場合であっても、第１及び第２実施形態で挙げた手法を適用することにより、チャンネル毎にレーザダイオードの発振波長の温度ドリフトに対して、導波路型合波器２０の透過中心波長を適切に追従させることができる。
【００５４】
第１及び第２実施形態で挙げたマッハツェンダ干渉計２０ｂの構成は、特に図示のものに限られず、導波路５０，５２のパターンや光路Ｌ１，Ｌ２の長さが適宜に異なっていてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０，４０ 光トランシーバ
２０ 導波路型合波器
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ マッハツェンダ干渉計
２０ｂ−１，２０ｂ−２ 導波路材料
２２ 光ファイバ
３０ 導波路型分波器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マッハツェンダ干渉計を構成する複数の導波路を用いて、複数の光源から出力された互いに波長の異なる複数の光を合波する導波路型合波器において、
前記光源は、温度条件の変化に応じて出力する光の波長が変化する特性を有しており、
前記導波路は、温度条件の変化に伴う前記光源からの光の波長の変化に追従して、光損失を極小化する透過中心波長が変化する温度依存特性を有する、導波路型合波器。
【請求項２】
請求項１に記載の導波路型合波器において、
前記導波路は、温度条件の変化に応じて屈折率が変化する材料で構成されている、導波路型合波器。
【請求項３】
請求項１に記載の導波路型合波器において、
マッハツェンダ干渉計を構成する２系統の前記導波路のうち、一方は温度条件の変化に応じて屈折率が変化する材料で構成されている、導波路型合波器。
【請求項４】
請求項３に記載の導波路型合波器において、
２系統の前記導波路のうち、他方は温度条件に関わらず一定の屈折率を有する材料で構成されている、導波路型合波器。
【請求項５】
請求項３に記載の導波路型合波器において、
２系統の前記導波路のうち、一方は温度条件の変化に応じて屈折率が変化する材料で構成されており、他方は、前記一方に比較して屈折率の変化量が小さい材料で構成されている、導波路型合波器。
【請求項１】
マッハツェンダ干渉計を構成する複数の導波路を用いて、複数の光源から出力された互いに波長の異なる複数の光を合波する導波路型合波器において、
前記光源は、温度条件の変化に応じて出力する光の波長が変化する特性を有しており、
前記導波路は、温度条件の変化に伴う前記光源からの光の波長の変化に追従して、光損失を極小化する透過中心波長が変化する温度依存特性を有する、導波路型合波器。
【請求項２】
請求項１に記載の導波路型合波器において、
前記導波路は、温度条件の変化に応じて屈折率が変化する材料で構成されている、導波路型合波器。
【請求項３】
請求項１に記載の導波路型合波器において、
マッハツェンダ干渉計を構成する２系統の前記導波路のうち、一方は温度条件の変化に応じて屈折率が変化する材料で構成されている、導波路型合波器。
【請求項４】
請求項３に記載の導波路型合波器において、
２系統の前記導波路のうち、他方は温度条件に関わらず一定の屈折率を有する材料で構成されている、導波路型合波器。
【請求項５】
請求項３に記載の導波路型合波器において、
２系統の前記導波路のうち、一方は温度条件の変化に応じて屈折率が変化する材料で構成されており、他方は、前記一方に比較して屈折率の変化量が小さい材料で構成されている、導波路型合波器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２４９２７（Ｐ２０１３−２４９２７Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５６８５５（Ｐ２０１１−１５６８５５）
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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