光合波/分波元件制造技术

本发明专利技术提供使用马赫－曾德尔干涉仪的特性良好的光合波／分波元件。该光合波／分波元件在基板（１２）上并列设置有一端为第１光输入输出端口（１４ａ、１６ａ）且另一端为第２光输入输出端口（１４ｂ、１６ｂ）的第１和第２光波导（１４、１６），在第１和第２光输入输出端口之间具有３级以上的马赫－曾德尔干涉仪（１８～２４），根据波长对输入输出到一个第１光输入输出端口的波长不同的第１和第２光（Ｌ↓［１］、Ｌ↓［２］）的合波光进行分波，并分别从第２光输入输出端口输入输出，各个马赫－曾德尔干涉仪的光路长度差ΔＬ的绝对值恒定，分别具有一个以上的光路长度差之和为＋２ΔＬ或－２ΔＬ的连续２级的马赫－曾德尔干涉仪的对、以及光路长度差之和为０的连续２级的马赫－曾德尔干涉仪的对。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对光信号进行合波和分波的光合波/分波元件。
技术介绍
在光用户系统中，需要利用一条光纤进行从用户向基站的光传输即 上行传输以及从基站向用户的光传输即下行传输。因此，在上行传输和 下行传输中使用不同波长的光。因此，需要对这些不同波长的光进行合 波/分波的光合波/分波元件。在用户侧使用的光合波/分波元件被称为ONU (Optical Network Unit:光网络单元)。现在使用的大多数ONU由在空间光学上光轴一致 的波长滤波器、光电二极管和激光二极管构成。并且，还公知有通过使 用光波导而不需要使光轴一致的ONU (例如参照专利文献1)。并且，近年来，量产性优良的使用Si作为波导材料的ONU受到瞩 目。作为这种ONU，公知有使用马赫-曾德尔干涉仪的ONU、使用定向 耦合器的ONU、或使用光栅的ONU。专利文献1日本特开平8-163028号公报但是，使用定向耦合器的Si制ONU在光源的波长偏差方面较弱。 并且，元件为几百nm级的大小，所以难以实现小型化。并且，使用光栅的Si制ONU需要使光栅的周期为波长的一半以下， 所以难以进行精细加工。进而，使用马赫-曾德尔干涉仪的Si制ONU的等效折射率、定向耦 合器的耦合系数等的波长依赖性极大，所以，在ONU所使用的波长范围 中，会产生串扰或光强度的降低，因而无法获得期望的特性
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述这种问题而完成的。因此，本专利技术的目的在于，提供使用马赫-曾德尔干涉仪的光合波/分波元件，其在ONU所使用的波 长范围中，能够降低串扰，并且，与以往相比能够抑制强度损耗，且能 够实现小型化。本专利技术的专利技术人想到，通过以如下方式配置马赫-曾德尔干涉仪，能 够实现上述目的即，串联配置3级以上的光路长度差AL恒定的马赫-曾德尔干涉仪，并且，连续2级的马赫-曾德尔干涉仪组成的对的光路长 度差之和为0的对、以及光路长度差之和为+2AL或-2AL的对分别有一 个以上。即，本专利技术具有如下的技术特征。本专利技术的光合波/分波元件在基板上并列设置有一端作为第1光输入 输出端口且另一端作为第2光输入输出端口的第1和第2光波导，串联 设置3级以上的由第1和第2光波导的第1和第2光输入输出端口之间 的第1和第2光波导形成的马赫-曾德尔干涉仪。而且，根据波长对输入到任意一个第1光输入输出端口的不同波长 的第1和第2光的合波光进行分波，并分别从第1和第2光波导的第2 光输入输出端口输出。在该光合波/分波元件中，针对在所述第1和第2光波导中传播的光， 各个马赫-曾德尔干涉仪的光路长度差AL的绝对值恒定。并且，分别具有一个以上的光路长度差之和为+2AL或-2AL的由连 续2级的马赫-曾德尔干涉仪组成的对、以及光路长度差之和为0的由连 续2级的马赫-曾德尔干涉仪组成的对。使用第1和第2光的波长，将各个马赫-曾德尔干涉仪的光路长度差 AL设定为规定值，由此，能够根据波长对输入输出到任意一个第1光输 入输出端口的第1和第2光的合波光进行分波，并分别从第2光输入输 出端口输入输出。具体而言，例如，在第1和第2光的合波光从一个第1光输入输出 端口输入到光合波/分波元件的情况下，从一个第2光输入输出端口输出 第1光，从另一个第2光输入输出端口输出第2光。但是，在第1和第2光中，相反过程也同样成立，所以，例如，从一个第2光输入输出端口输入到光合波/分波元件的第1光经由与上述相 反的路径，与第2光合波，然后从一个第l光输入输出端口输出。艮P，在将第1光作为"用户一基站"的上行信号、且将第2光作为 "基站一用户"的下行信号的情况下，该光合波/分波元件能够作为ONU 发挥功能。并且，在一个马赫-曾德尔干涉仪中，将光路长度差AL定义为(第 1光波导的光路长度-第2光波导的光路长度)时，光路长度差为AL和-AL 这两种值。因此，在考虑相邻(连续)2级的马赫-曾德尔干涉仪组成的对的情 况下，光路长度差之和为2AL、 0 (零)、-2么1^这三种值。在该光合波/分波元件中，具有一个以上的光路长度差之和为2AL或 -2^^的由马赫-曾德尔干涉仪组成的对，并且，具有一个以上的光路长度 差之和为0 (零)的由马赫-曾德尔干涉仪组成的对。通过这样构成，能够扩宽在马赫-曾德尔干涉仪中以交叉(cross)状 态输入输出的光(第2光)的波段以及以直通(bar)状态输入输出的光 (第l光)的波段。在该光合波/分波元件中，优选当分别设第1和第2光的第1和第2 光波导中的波长为^和X2 a2〉^)时，AL由下述式(1)给出。△L= (2m+l) x、，且AL-2mx、(其中，m是自然数)…(1)通过这样构成，波长、的第1光以直通状态在光合波/分波元件中传播。并且，波长、a2>、)的第2光以交叉状态在光合波/分波元件中传播。其结果，光合波/分波元件能够对第1光和第2光进行波长分离。在该光合波/分波元件中，优选以直通状态从一个第2光输入输出端 口输出第1光，并且，以交叉状态从另一个第2光输入输出端口输出第2 光。在该光合波/分波元件中，优选以Si为材料来形成第1和第2光波导。 通过这样构成，能够利用Si半导体元件的制造工艺容易地制造光合 波/分波元件。在该光合波/分波元件中，优选构成马赫-曾德尔干涉仪的弯曲波导部分的第1和第2光波导的与光传播方向正交的截面形状为正方形状，并 且，构成马赫-曾德尔干涉仪的定向耦合器部分的第1和第2光波导的与光传播方向正交的截面形状为如下的长方形状与基板主面垂直的方向的长度比与基板主面平行的方向的长度长。通过这样构成，能够使光合波/分波元件不依赖于偏振波。 在该光合波/分波元件中，优选利用直线状的波导和曲率半径相等的多个曲线波导来形成弯曲波导部分。通过这样构成，能够进一步降低光合波/分波元件中的第1光和第2光的损耗。在上述光合波/分波元件中，优选利用构成第1和第2光波导的材料 的等效折射率的波长依赖性来求出光路长度差AL。在上述光合波/分波元件中，优选构成第1和第2光波导的材料为Si。 在上述光合波/分波元件中，优选在设第1和第2光的波长差为A入， 设第1和第2光波导针对第1和第2光的等效折射率差为An，且m为正 整数的情况下，下述式(15)成立，并且，光路长度差AL满足下述式U6)。 An/n2= (1-AAA2) / (2m) -Am2 …(15) 2n2AL/ i2= (1-AXA2) / (AAA2+An/n2) …(16) 其中，ri2是光波导针对第2光的等效折射率。本专利技术的另一光合波/分波元件在基板上并列设置有一端设为第1光 输入输出端口且另一端设为第2光输入输出端口的第1和第2光波导， 串联设置3级以上的由第1和第2光波导的第1和第2光输入输出端口 之间的第1和第2光波导形成的马赫-曾德尔干涉仪。而且，根据波长对输入到任意一个第1光输入输出端口的不同波长 的N波长(其中，N是N》3的整数)的合波光进行分波，从第1光波 导的第2光输入输出端口输出(N-i)波长(其中，i是l《i《N-l的整数) 的光，并且，从第2光波导的第2光输入输出端口输出i波长的光。这里，当设m是l以上的整数时，针对在所述第1和第2光波导中 传播的光，各个马赫-曾德尔干涉仪的光路长度差AL的绝对值恒定。并且，分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光合波／分波元件，该光合波／分波元件在基板上并列设置有一端为第１光输入输出端口且另一端为第２光输入输出端口的第１和第２光波导，　串联设置３级以上的由所述第１和第２光波导的第１和第２光输入输出端口之间的所述第１和第２光波导形成的马赫 －曾德尔干涉仪，　根据波长对输入到任意一个所述第１光输入输出端口的波长不同的第１和第２光的合波光进行分波，并分别从所述第１和第２光波导的第２光输入输出端口输出，该光合波／分波元件的特征在于，　针对在所述第１和第２光波导中传播的光 ，各个马赫－曾德尔干涉仪的光路长度差ΔＬ的绝对值恒定，　分别具有一个以上的光路长度差之和为＋２ΔＬ或－２ΔＬ的由连续２级的马赫－曾德尔干涉仪组成的对、以及光路长度差之和为０的由连续２级的马赫－曾德尔干涉仪组成的对。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：冈山秀彰，
申请(专利权)人：冲电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]