波长域光开关制造技术

本发明专利技术提供一种波导形波长域光开关，其能够使用廉价的透镜，能够修正多个波导形分光回路的分波波长的偏差。具备层叠了3个以上的波导形分光回路的集成元件、对从集成元件出射的光进行集光的第1透镜、把来自第1透镜的光分离为X偏振光和Y偏振光以不同的角度出射的偏振光分离元件、对这些X偏振光和Y偏振光进行集光的第2透镜、将集光后的X偏振光和Y偏振光以任意角度反射的第1反射型光相位调制器、在第2透镜和第1反射型光相位调制器之间使X偏振光和Y偏振光的偏振光方向相同的1/2波长板、用于使来自第1反射型光相位调制器的光入射到某个波导形分光回路的第2反射型光相位调制器。

Wavelength domain optical switch

The invention provides a waveguide type wavelength domain optical switch, which can be used to correct the deviation of the wavelength of a plurality of waveguide type splitting circuits using an inexpensive lens. Have a more than 3 waveguide optical circuit integrated components of the integrated components from the light emitted by the first lens, the optical light from the first lens separation for X polarized and Y polarized light at different angles emitted polarized light separating element, the X polarized light and Y polarized light set the second optical lens, light will be set after the X polarized and Y polarized light at an arbitrary angle reflection first reflection optical phase modulator, the second lens and first reflection optical phase modulator to X polarized and Y polarized light polarization direction of the same 1/2 wave plate, used to make from the first reflection optical phase modulator of light the incident to a waveguide optical loop second reflection optical phase modulator.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种波长域光开关，该波长域光开关能够使用廉价的透镜，能够修正 多个波导形分光回路的分波波长的偏差，其不依赖于入射的光的偏振光。
技术介绍
如图6所示，专利文献1的波长域光开关600由输入输出光纤601 606、准直透 镜阵列610、用于不依赖水平偏振光(y偏振光)和垂直偏振光(χ偏振光)之间的特性的由 2个三角形的棱镜616和617所构成的沃拉斯顿(Wollaston)棱镜615、用于使所述水平偏 振光和垂直偏振光之间的相位差为零的双折射率板620、由1/2波长板部分6 和未对偏 振光造成影响的部分627构成的1/2波长板单元625、凹面镜630、柱面镜635、具有边缘棱 镜(edg印rism)641的光栅642、用于使光垂直弯曲的棱镜646、LCOS SLM(Liquid crystal OnSi Spatial Light Modulator :基于硅基板上的液晶空间光调制器)645构成。此外，如图7(a)、图7(b)所示，专利文献2中的波导形波长选择开关使用了 MEMS (Micro Electro Mechanical System 微电子机械系统)微镜701。在此成为在一个 基板702上配置5个波导形分光器703，进一步重叠了 5个基板702的结构。专利文献1 美国专利申请公开第2006/67611号说明书专利文献2 美国专利第7088882号说明书
技术实现思路
图6的现有技术中有以下问题点。(1)因为使用块状的光栅642，所以虽然具有用1个就能够进行分光的优点，但块 状的光栅642的尺寸大，难以小型化。(2)在各输入输出光纤601 606中使用准直透镜阵列610，准直透镜阵列610和 输入输出光纤601 606的调整非常严，在组装上需要较多的时间，并且，为了在准直透镜 阵列610中抑制像差，需要是非球面形状，价格大幅度增加。(3)由于是复杂的光学系统，各光学零件的价格以及组装成本变大、低价格化就变 得困难。在图7的现有技术中，有以下问题点。(1)基本上在一个基板702上平面地配置了多个波导形分光器703。在使用MEMS 微镜701时，由于取大的反射角度，所以虽然能够形成这种结构，但如果将其应用在本专利技术 的波长域光开关中，因为LCOS SLM的反射角度小，所以性能显著恶化。此外，在现有技术中， 由于增加进行开关的端口数，所以在厚度方向上层叠数个(在本例中是5个)形成了在平 面上配置的各波导形分光器703的基板702，对每一个基板使用在垂直方向上集光的透镜 阵列704。但是，透镜阵列704和各波导形分光器703的调整非常严格，在组装上需要较多 的时间，并且，为了在透镜阵列704中抑制像差则需要非球面形状，价格大幅度增加。越是 缩小透镜阵列704，其困难度越明显，小型化极为困难。(2)层叠的基板702的波导形分光器703的分光特性(分波波长或中心波长)的 偏差在分波间隔的以下，例如在分波间隔为Inm时需要与0. Olnm以下严密一致，控制这 样的状况在现有的精细加工精度中非常困难，成品率也非常低。作为在图6和图7的现有技术中共同的问题点，由于使用透镜阵列，其要求的像差 非常严格，需要非球面形状担导致价格提高。此外，透镜阵列和光纤(或各波导形分光器) 的调整非常严格，存在批量生产非常困难的缺点。因此，本专利技术的目的是解决上述课题，提供一种波导形波长域光开关，该波导形波 长域光开关能够使用廉价的透镜，能够修正多个的波导形分光回路的分波波长的偏差。为了达成上述目的，本专利技术具备集成元件，其在厚度方向上层叠3个以上的波导 形分光回路，该波导形分光回路具有用于入射或出射光的一条以上的输入输出波导、与该 输入输出波导连接的平板波导、以及由与该平板波导连接的多个波导构成的阵列波导，在 厚度方向上并排每个所述阵列波导的多个波导的入射出射端；第1透镜，其配置在到所述 集成元件的所述入射出射端的距离为Fl的位置上，使从所述入射出射端出射的光聚焦的 焦点距离为Fl ；偏振光分离元件，其配置在到所述第1透镜的距离为Fl的位置上，把从所 述集成元件的所述入射出射端出射并透过所述第1透镜的光分离为相互垂直的X偏振光和 Y偏振光来出射；第2透镜，其面向所述偏振光分离元件地配置在到所述偏振光分离元件的 距离为F2的位置上，分别使所述X偏振光和Y偏振光聚焦的焦点距离为F2 ；1/2波长板，仅 使从所述第2透镜出射的X偏振光和Y偏振光中的某一方的偏振光在空间上旋转90度，由 此使偏振光方向相同；第1反射型光相位调制器，其配置在到所述第2透镜的距离为F2的 位置上，并且，把从所述第2透镜出射并经由所述1/2波长板出射的所述一方的偏振光和从 所述第2透镜出射的另一方的偏振光反射到所述第2透镜；以及第2反射型光相位调制器， 其面向所述第2透镜地配置在与所述偏振光分离元件相同的一侧，并且到所述第2透镜的 距离为F2的位置上，用于使从所述第1反射型光相位调制器反射来的光入射到所述波导形 分光回路中的某一个。所述集成元件层叠的所述波导形分光回路彼此的间隔可以为5 μ m到100 μ m的范围。可以把所述第1反射型光相位调制器的折射率分布控制成用于对所述各波导形 分光回路的分波波长的不一致进行修正的折射率分布。可以把所述第1反射型光相位调制器的折射率分布控制成使锯齿状的折射率分 布和用于修正所述第1透镜以及所述第2透镜的像差的折射率分布重叠后的折射率分布， 所述锯齿状的折射率分布用于使入射的光束偏振到期望的方向。本专利技术可以发挥以下的优秀的效果。(1)可以使用便宜的透镜。(2)可以修正多个波导形分光回路的分波波长的偏差。 附图说明图1是用于说明表示本专利技术的一个实施方式的波长域光开关的结构的图，(a)是 全体的立体图、(b)是集成元件的入射出射端放大图、(c)是第1反射型光相位调制器的相 位分布图、(d)是第2反射型光相位调制器中的入射光的光路图、(e)是说明第2反射型光4相位调制器中的反射角的控制的光路图。图2是用于说明本专利技术使用的集成元件的结构的图，(a)是俯视图、(b)是合波侧 入射出射端面放大图、(c)是立体图、(d)是分波侧入射出射端面放大图。图3是(a) ⑴是用于说明在本专利技术中使用的集成元件的制造工序顺序的剖面 概要图。图4中(a) (d)是用于说明在本专利技术中使用的反射型光相位调制器的结构和控 制的图，(a)是剖面图、(b)是主视图、(c)是表示光相位调制单元的X轴方向的相位变化分 布的图、(d)是表示光相位调制单元的相位变化分布的图、(e)是表示等相位面的光路图。图5是利用了本专利技术的波长域光开关的通信系统的结构图。图6是现有的波长域光开关的立体图。图7是现有的波导形波长选择开关的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。图8是表示了构成本专利技术的波长域光开关的各部件的配置关系的侧视图。附图标记100波长域光开关；101光纤；110集成元件；111基板；112芯；113包层；114波导 形分光电路；115输入输出波导；116、平板波导；118阵列波导；130第1透镜；140偏振光分 离元件；150第2透镜；160第1反射型光位相调制器；1701/2波长板；180第2反射型光位 相调制器具体实施例方式以下，根据附图详细叙述本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种波长域光开关，其特征在于，具备：集成元件，其在厚度方向上层叠３个以上的波导形分光回路，该波导形分光回路具有用于入射或出射光的一条以上的输入输出波导、与该输入输出波导连接的平板波导、和由与该平板波导连接的多个波导构成的阵列波导，在厚度方向上并排每个所述阵列波导的多个波导的入射出射端；第１透镜，其配置在到所述集成元件的所述入射出射端的距离为Ｆ１的位置上，使从所述入射出射端出射的光聚焦的焦点距离为Ｆ１；偏振光分离元件，其配置在到所述第１透镜的距离为Ｆ１的位置上，把从所述集成元件的所述入射出射端出射并透过所述第１透镜的光分离为相互垂直的Ｘ偏振光和Ｙ偏振光来出射；第２透镜，其面向所述偏振光分离元件地配置在到所述偏振光分离元件的距离为Ｆ２的位置上，分别使所述Ｘ偏振光和Ｙ偏振光聚焦的焦点距离为Ｆ２；１／２波长板，仅使从所述第２透镜出射的Ｘ偏振光和Ｙ偏振光中的某一方的偏振光在空间上旋转９０度，由此使偏振光方向相同；第１反射型光相位调制器，其配置在到所述第２透镜的距离为Ｆ２的位置上，并且，把从所述第２透镜出射并经由所述１／２波长板出射的所述一方的偏振光和从所述第２透镜出射的另一方的偏振光反射到所述第２透镜；以及第２反射型光相位调制器，其面向所述第２透镜地配置在与所述偏振光分离元件相同的一侧，并且到所述第２透镜的距离为Ｆ２的位置上，用于使从所述第１反射型光相位调制器反射来的光入射到所述波导形分光回路中的某一个。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石川浩，挟间寿文，河岛整，金高健二，森雅彦，上塚尚登，津田裕之，反本启介，
申请(专利权)人：独立行政法人产业技术综合研究所，日立电线株式会社，学校法人庆应义塾，
类型：发明
国别省市：JP