[发明专利]光波长合分波回路

说明书

技术领域

本发明涉及配置有阵列波导光栅(AWG)和马赫-曾德尔干涉回路(MZI)、且具有高平坦度透射光谱和低损耗的光波长合分波回路。具体而言，涉及透射波长的温度敏感性可得到补偿的具有上述结构的光波长合分波回路。

背景技术

配置有形成于硅基板上的石英玻璃波导的平面光波导(PLC：planer light wave circuit)的研究开发正广泛盛行。采用这种PLC技术的阵列波导光栅(AWG：Arrayed Waveguide Grating)是实现波长合分波的回路，并作为光通信器件发挥着重要的作用。

AWG对待进行合分波的光的透射波长具有温度敏感性。这是因为构成AWG的石英玻璃波导的有效折射率具有温度敏感性。因此，一般的AWG中，为了保持一定的波长透射性，需要附加温度调节装置。

为了省略AWG中需额外附加的温度调节装置而开发出一种旨在降低AWG对透射波长的温度敏感性的方法。在专利文献1和2中公开了关于该方法的详细说明。降低了对透射波长的温度敏感性的AWG、被称为温度不敏感AWG或无热AWG。专利文献1和2中公开的无热AWG通过下述方式实现，即，在AWG内的每个波导(阵列波导或平板波导)中形成与光波的传播轴相交的槽，并在该槽中插入折射率温度系数与波导的有效折射率的温度系数不同的材料(以下称为“温度补偿材料”)。

图40是表示上述现有技术中的平板波导中形成槽的无热AWG型的光波长合分波回路的一个示例的结构4000的俯视图。无热AWG型的光波长合分波回路4000包括：第一输入输出波导4001、第一平板波导4002、阵列波导4003、第二平板波导4004、第二输入输出波导4005、和形成于第一平板波导4002上的填充了温度补偿材料的槽4006。

另外，图41是图40所示的无热AWG型光波长合分波回路4000中沿XLI-XLI线的截面的结构图。沿XLI-XLI线的截面结构中包含槽4006、硅基板4007、波导芯4008和覆层4009。槽4006是通过去除了一部分波导芯4008及一部分覆层4009而形成的，其切断了波导芯4008。

无热AWG 4000将输入至第一输入输出波导4001的波分复用信号光分波至第二输入输出波导4005的各波导以输出作为各波长通道的信号光，并将输入至第二输入输出波导4005的各波导的各波长通道的信号光合波至第一输入输出波导4001并输出作为波分复用信号光，从而作为光波长合分波回路进行工作。

另外，图40中，槽4006分为多个槽，这是因为，较之于单个的槽，多个槽更能够降低辐射损耗。图40中，第i个阵列波导的长度L_i表示为L_i＝L₁+(i-1)·ΔL，从而依次加长一定量ΔL。与此相应地，在第一平板波导4002中，待输入至阵列波导中的各波导的光波被槽4006所切断的长度之和L_i’表示为L_i’＝L₁’+(i-1)·ΔL’，呈依次加长一定量ΔL’的形状，其中，ΔL’与ΔL成正比。此时，从AWG的第一输入输出波导4001的中心波导到第二输入输出波导4005的中心波导的透射中心波长λ_c表示为

λ_c＝{n_aΔL-n_sΔL’+n’ΔL’}/M.....公式(1)