温度無依存光波回路のためのアサーマル光導波路の開発

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05555098
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 廣瀬 靖雄 横浜国立大学, 工学部, 教授 (30017933)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 國分 泰雄 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (60134839)
• Keywords: 波長多重化 / 周波数多重化 / 狭帯域波長フィルタ / 温度依存性 / アサーマル / 光導波路 / 光路長温度係数

Research Abstract

次世代の光波通信として注目される高密度波長多重(あるいは周波数多重)光通信方式においては,狭帯域な周波数分離器(狭帯域周波数フィルタ)が必要になる.しかしながら,その波長フィルタ特性(特に中心波長)は温度に非常に敏感で広範な普及には適さないので,温度無依存な狭帯域波長フィルタを実現する事を目的として,本研究では光路長が温度によって変化しないアサーマル光導波路の開発を目指している.
まず,従来の基礎研究で得られていた薄膜材料の屈折率温度係数を基礎データとして,従来の2次元(平板)導波路からさらに3次元(チャネル)光導波路でアサーマル光導波路を設計するための光路長温度係数の計算プログラムを,有限要素法を用いて作成した.そして,本年度に購入したワークステーションを用いて具体的にリッジ装荷型光導波路のリッジ部に屈折率温度係数が負の値を持つMMAポリマーを用いた3次元アサーマル光導波路を設計し,それを試作して光路長温度係数を測定したところ,従来の2%にまで光路長温度係数を低減させて、ほぼ3次元アサーマル光導波路の開発に成功した.
次に,より広い温度範囲でのアサーマル化を目指すには,導波路材料の光路長温度係数を正確に測定する必要がある.そこで,試料導波路をマッハツェンダー干渉計の一方の光路に入れ,他方の光路の光周波数を少しシフトさせて導波路からの出射光の位相変化をヘテロダイン信号の位相の変化から読みとる新しい導波光の位相変化測定システムを開発した.今後はこのシステムを用いて,波長1.3μmおよび1.55μm帯における各種導波路材料の屈折率温度係数をより精密に測定し,これらの波長帯における3次元アサーマル光導波路の実現を目指す.

Research Products

• [Publications] 浅川修一郎,國分泰雄,大山正晃,馬場俊彦: "Three-dimensional optical interconnects by stacked ARROW waveguides" Electronics Letters. 29. 1485-1486 (1993)
• [Publications] 國分泰雄,船戸紀秀,滝沢正則: "Athermal waveguides for temperature independent lightwave devices" IEEE Photonics Technology Letters. 5. 1297-1300 (1993)
• [Publications] 國分泰雄,浅川修一郎: "ARROW-type polarizer utilizing Form birefringence in multilayer first cladding" IEEE Photonics Technology Letters. 5(論文未到着). (1993)
• [Publications] 浅川修一郎,國分泰雄: "Numerical syntheis of optical waveguides by a random sampling method" IEICE Trans.on Electronics. E77-C. 303-311 (1994)
• [Publications] 國分泰雄,田村修一: "スポットサイズの高精度近似式の提案とその近似精度の検討" 電子情報通信学会論文誌C. J77-C-I(5月号掲載予定). (1994)