[发明专利]光波导器件以及模块

说明书

技术领域

本发明涉及使用了基板上的波导的光学器件。更详细而言，涉及使与输入或输出光纤不连接的波导终止于基板内的任意位置而使在该波导中传输的光信号的强度衰减的技术。

背景技术

由于各家庭中的宽带通信的爆发性普及，网络内容日益多样化。由此产生的通信流量的增加、通信服务的扩展使得对支承它们的通信网络的大容量化、高速化、高功能化的要求日益提高。近年来，光通信技术发挥了应对这些要求的重要作用。而且，在目前的光网络中，通过光-电、电-光转换的信号处理来连结两点之间的对地型通信系统是主流的系统。但是，今后重要的是：使之进一步发展为在包括接入（access）网的全部网络上不需要转换为电信号而直接以光信号对多个地点之间进行连接的网（mesh）型通信系统，以实现各用户的更多样的通信使用方式。

作为在该光通信系统中起到重要作用的部件，可举出波导型器件。通过应用光的干涉原理来实现了光信号的分支耦合器、波长合分波器、梳状滤波器（interleave filter）、光开关、可变光衰减器（VOA：Variable Optical Attenuator）等各种功能。这些器件是波导型器件，因此电路设计具有灵活性，容易实现大规模化、高集成化。不仅如此，还能够使用LSI等半导体器件制造工艺，因此作为量产性优异的器件而备受期待。在使用了半导体、高分子材料的波导等各种器件的实应化过程中，特别是制作于硅基板上的石英类光波导具有低损失且稳定性和与光纤的接合性优异的特征，该石英类波导是实用化得到最大进展的波导型器件之一。

对于使用这些波导型器件构成的光通信系统节点的方式之一，可举出使用了波分复用（WDM：Wavelength Division Multiplexing）信号的光分插复用（ROADM：Reconfigurable Add/Drop Multiplexing）。该方式具有在节点内与下层网络之间仅对任意的WDM信道信号进行授受之后向相邻的节点传送全部信号的功能，主要用作构成环形网络的方式。为了实现该功能所需的光学器件包括按波长使WDM信号合流、分支的波长合分波滤波器、用于进行信号路径的切换的光开关、用于调整信号光强度的VOA、光收发器以及光强度监视器等，特别是波长合分波滤波器、光开关、VOA等能够通过波导型器件来实现。

近年来，能够将这些波导型器件集成到一个模块内而构成实现ROADM系统的主要功能的高功能光学器件，向实际网络系统的导入取得了极大的进展。图18是其一个例子，是波长合分波滤波器（1404、1406、1416）、光开关（1408-1～N）、VOA（1410-1～N）、光耦合器（1402、1412-1～N）以及监视用PD（Photo Detector：光电探测器）（1414-1～N）集成为一个模块1400的电路的框图。根据图18的例子，从输入（In）向主（Main）路径输入的WDM信号首先通过分支用光耦合器1402进行分支。之后，一方通过下（Drop）路用波长分波（DEMUX）滤波器1404被分离为各个波长的信号而仅被检测出下层网络中所使用的波长的信号。另一方通过另一DEMUX滤波器1406也被分离为各个波长的信号之后，通过2×1光开关1408-1～N，所述2×1光控开关1408-1～N用于对来自下层网络的发送信号即上（Add）路信号和主路（主路径）信号中的任一方进行选择。在2×1光开关中，仅对与刚在下路（下路径）检测出的波长信号对应的波长选择来自上路（上路径）的信号。进一步，通过VOA 1410-1～N对各波长的信号的信号水平进行调整，但对于各波长的信号的输出，通过分支用光耦合器1412-1～N以及在其前面连接的监视用PD 1414-1～N对信号的一部分进行监视而进行反馈，控制VOA的衰减量。成为如下结构：水平（level）调整后的各波长的信号通过波长合波（MUX）滤波器1416变为WDM信号之后，从主路径的输出（out）进行输出。

根据现有技术，这些各个光学器件在模块内通过光纤相连接，由此实现了向模块的安装，但今后为了实现进一步的小型化、大规模化、低功耗化，集成度的进一步提高成为重要的课题。