[发明专利]光合波分波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种作为进行光通信的小型光收发器的滤光器而起作用的光合波分波器。进一步详细而言，涉及一种在数据中心内及数据中心间的连接所需的光通信装置中使用的光合波分波器。

背景技术

互联网的发展、尤其是从向云的期待到以太网系的通信容量扩大成为了紧迫的话题。作为下一代的高速40G/100G以太网(注册商标)标准，2010年发布了IEEE802.3ba(非专利文献1)，并进行讨论。尤其是在传输距离上从数十米到数十公里这样的范围相当于数据中心内及数据中心间的连接中所需要的距离，由于潜在需求的大小而受到关注。在该标准中从超过数十米的范围内电信号的衰减较大的问题考虑推荐使用光通信，并鉴于经济性，推荐使用能够回避大量使用高速的LSI(Large Scale Integration：大规模集成电路)的多波道传输方式。尤其是在数百米以上的传输距离使用中，推荐使用1.3μm频带的LAN-WDM(Local Area Network Wavelength Division Multiplexing：局域网-密集波分复用)或者CWDM(Couse Wavelength Division Multiplexing：粗波分复用)这样的波长配置中的四波的波长多重方式。

光收发器负责在离物理介质最近的地点实现这些传输方式。光收发器一般由负责光信号和电信号的输入输出的连接器部、负责光电转换的TOSA(Transmitter Optical Sub-Assembly：光发射次模块)及ROSA(Receiver Optical Sub-Assembly：光接收次模块)、进一步进行各部的控制和监视的电路、以及根据需要进行信号转换的电路构成。并且，在这些传输方式中使用的ROSA中安装有对被分为1.3μm频带的四波的多波道的信号进行分波的滤光器、四个PD(Photo diode：光电二极管)，并且靠近PD安装有TIA(Trans-impedance Amplifier：转阻放大器)等。例如，存在将安装了较小的四片TFF(Thin Film Filter：薄膜滤光片)和全反射镜的光学模块作为4ch分波滤光器使用而作成的ROSA的报告(参照非专利文献2)。在该文献中报告的ROSA竭尽TFF的小片和安装技术的精粹的结果，实现了极为小型的模块尺寸。但是使用了多个TFF的光模块的制造如果越想推进多通道化、小型化则其制造越难，小型化和低价格化之间的谐调并不容易。

另一方面，作为由石英系PLC(Planar lightwave Circuits：平面光波导)制作的多通道滤光器的阵列波导格子型滤光器(AWG：Arrayed Waveguide Grating：阵列波导光栅)不仅是波长分波特性好而且批量生产性、可靠性好，因此，在电信系的传输装置中广泛地使用。另外，尤其是在通道数较多的情况下、要求小型化的情况下，与排列使用TFF的滤光器相比，从制造工序数较少、并且所需的机械精度(TFF设置精度和波导曝光精度)的公差较大的方面考虑，存在经济性、批量生产性较好的特征。

但是，AWG中曾经也存在过问题。在AWG的开发当初，存在过如果设计数十纳米以上的通道间隔的AWG则芯片尺寸变成大型这样的问题。但是，通过使用阵列波导配置的方法大大地缓解了限制，因此，现在变得能够很容易地实现通道间隔为100nm以上的AWG(参照专利文献1、2)。

关于AWG的设计方法，首先使用图1对第一以往例进行说明。图1表示以往的阵列波导格子型滤光器的概略。如图1所示，阵列波导格子型滤光器由片状波导1和2、阵列波导组3、输入波导4及输出波导5构成。在这里，为了使阵列波导格子型滤光器适当地动作，需要满足如下条件，在连结片状波导1、2的波导组中，与片状波导1、2之间的连接点存在于从片状波导1、2的输入输出波导侧的焦点以放射状放出来的直线的延长线上，并且，互相邻接的所有的波导的长度仅相差某一恒定量(d₀)，且长度单调增加或者减少。

在图1所示的阵列波导格子型滤波器中，阵列波导组3依次连接直线波导3a、圆弧波导3c、直线波导3b的各波导。在这里，在第一以往例中圆弧波导3c的圆弧的凸方向仅设为一个方向、在图1的情况下仅设为上方向，因此，对于阵列波导组3的下方的波导，上方的波导变长。但是，如果适当地选择直线波导3a和直线波导3b的长度、圆弧波导3c的半径，则能够以使邻接的所有波导的长度仅相差某一恒定量(d₀)的方式来配置阵列波导组3。