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特開2023-15990光フィルタ、波長可変レーザ素子、波長可変レーザモジュール、および波長可変レーザモジュールの制御方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023015990
(43)【公開日】2023-02-01
(54)【発明の名称】光フィルタ、波長可変レーザ素子、波長可変レーザモジュール、および波長可変レーザモジュールの制御方法
(51)【国際特許分類】
H01S 5/14 20060101AFI20230125BHJP
H01S 5/026 20060101ALI20230125BHJP
H01S 5/0687 20060101ALI20230125BHJP
G02B 6/12 20060101ALI20230125BHJP
G02B 6/125 20060101ALI20230125BHJP
G02B 6/42 20060101ALI20230125BHJP
【ＦＩ】
H01S5/14
H01S5/026 612
H01S5/0687
H01S5/026 618
G02B6/12 341
G02B6/125
G02B6/12 361
G02B6/12 301
G02B6/42
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022084531
(22)【出願日】2022-05-24
(31)【優先権主張番号】P 2021119770
(32)【優先日】2021-07-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2021197850
(32)【優先日】2021-12-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】504173471
【氏名又は名称】国立大学法人北海道大学
(74)【代理人】
【識別番号】100087480
【弁理士】
【氏名又は名称】片山 修平
(72)【発明者】
【氏名】河野 直哉
(72)【発明者】
【氏名】藤原 直樹
(72)【発明者】
【氏名】齊藤 晋聖
(72)【発明者】
【氏名】藤澤 剛
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 孝憲
【テーマコード（参考）】
2H137
2H147
5F173
【Ｆターム（参考）】
2H137AB12
2H137BA34
2H137BA45
2H137BA46
2H137BA52
2H137BA53
2H137BB02
2H137BB12
2H137BC51
2H147AB03
2H147AB04
2H147AB16
2H147AC04
2H147BA06
2H147BA15
2H147BD02
2H147BD03
2H147BD07
2H147BE13
2H147BE15
2H147BE22
2H147CA11
2H147EA12A
2H147EA12B
2H147EA12C
2H147EA13A
2H147EA13C
2H147EA14B
5F173AA03
5F173AA42
5F173AB32
5F173AB43
5F173AB44
5F173AB45
5F173AB49
5F173AB50
5F173AD11
5F173AD15
5F173AD19
5F173AF03
5F173AH14
5F173AR03
5F173SA08
5F173SE01
5F173SF03
5F173SF33
5F173SF42
5F173SF62
(57)【要約】
【課題】光フィルタ、波長可変レーザ素子、波長可変レーザモジュール、および波長可変レーザモジュールの制御方法を提供する。
【解決手段】第１ループミラーと、第２ループミラーと、前記第１ループミラーおよび前記第２ループミラーと光学的に結合する第１導波路と、第１アクセス導波路と、を具備し、前記第１ループミラーは、第１ループ導波路と第１合分波器とを有し、前記第２ループミラーは、第２ループ導波路と第２合分波器とを有し、前記第１ループ導波路は、前記第１合分波器と光学的に結合し、前記第２ループ導波路は、前記第２合分波器と光学的に結合し、前記第１導波路は、前記第１合分波器および前記第２合分波器と光学的に結合し、前記第１アクセス導波路は、前記第１導波路と光学的に結合する光フィルタ。
【選択図】 図３
【解決手段】第１ループミラーと、第２ループミラーと、前記第１ループミラーおよび前記第２ループミラーと光学的に結合する第１導波路と、第１アクセス導波路と、を具備し、前記第１ループミラーは、第１ループ導波路と第１合分波器とを有し、前記第２ループミラーは、第２ループ導波路と第２合分波器とを有し、前記第１ループ導波路は、前記第１合分波器と光学的に結合し、前記第２ループ導波路は、前記第２合分波器と光学的に結合し、前記第１導波路は、前記第１合分波器および前記第２合分波器と光学的に結合し、前記第１アクセス導波路は、前記第１導波路と光学的に結合する光フィルタ。
【選択図】 図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１ループミラーと、
第２ループミラーと、
前記第１ループミラーおよび前記第２ループミラーと光学的に結合する第１導波路と、
第１アクセス導波路と、を具備し、
前記第１ループミラーは、第１ループ導波路と第１合分波器とを有し、
前記第２ループミラーは、第２ループ導波路と第２合分波器とを有し、
前記第１ループ導波路は、前記第１合分波器と光学的に結合し、
前記第２ループ導波路は、前記第２合分波器と光学的に結合し、
前記第１導波路は、前記第１合分波器および前記第２合分波器と光学的に結合し、
前記第１アクセス導波路は、前記第１導波路と光学的に結合する光フィルタ。
第２ループミラーと、
前記第１ループミラーおよび前記第２ループミラーと光学的に結合する第１導波路と、
第１アクセス導波路と、を具備し、
前記第１ループミラーは、第１ループ導波路と第１合分波器とを有し、
前記第２ループミラーは、第２ループ導波路と第２合分波器とを有し、
前記第１ループ導波路は、前記第１合分波器と光学的に結合し、
前記第２ループ導波路は、前記第２合分波器と光学的に結合し、
前記第１導波路は、前記第１合分波器および前記第２合分波器と光学的に結合し、
前記第１アクセス導波路は、前記第１導波路と光学的に結合する光フィルタ。
【請求項2】
前記第１ループミラーおよび前記第２ループミラーと光学的に結合する第２導波路と、
第２アクセス導波路と、を具備し、
前記第２導波路は、前記第１合分波器および前記第２合分波器と光学的に結合し、
前記第２アクセス導波路は前記第２導波路と光学的に結合する請求項１に記載の光フィルタ。
第２アクセス導波路と、を具備し、
前記第２導波路は、前記第１合分波器および前記第２合分波器と光学的に結合し、
前記第２アクセス導波路は前記第２導波路と光学的に結合する請求項１に記載の光フィルタ。
【請求項3】
前記第１合分波器の形状は対称であり、前記第２合分波器の形状は対称であり、前記第１導波路の形状と前記第２導波路の形状とは対称である請求項２に記載の光フィルタ。
【請求項4】
前記第１合分波器および前記第２合分波器は、２×２多モード干渉導波路または方向性結合器である請求項２または請求項３に記載の光フィルタ。
【請求項5】
前記第１合分波器および前記第２合分波器は、それぞれ２つの導波路を有する方向性結合器であり、
前記第１合分波器のうち前記第１ループ導波路側における前記２つの導波路の間の距離、ならびに前記第１導波路および前記第２導波路の側における前記距離は、前記第１合分波器の中央部における前記距離よりも大きく、
前記第２合分波器の前記第２ループ導波路側における前記２つの導波路の間の距離、ならびに前記第１導波路および前記第２導波路の側における前記距離は、前記第２合分波器の中央部における前記距離よりも大きい、請求項２または請求項３に記載の光フィルタ。
前記第１合分波器のうち前記第１ループ導波路側における前記２つの導波路の間の距離、ならびに前記第１導波路および前記第２導波路の側における前記距離は、前記第１合分波器の中央部における前記距離よりも大きく、
前記第２合分波器の前記第２ループ導波路側における前記２つの導波路の間の距離、ならびに前記第１導波路および前記第２導波路の側における前記距離は、前記第２合分波器の中央部における前記距離よりも大きい、請求項２または請求項３に記載の光フィルタ。
【請求項6】
前記第１合分波器の前記２つの導波路は、前記第１ループ導波路の側にベンドを有し、かつ前記第１導波路および前記第２導波路の側にベンドを有し、
前記第２合分波器の前記２つの導波路は、前記第２ループ導波路の側にベンドを有し、かつ前記第１導波路および前記第２導波路の側にベンドを有する請求項５に記載の光フィルタ。
前記第２合分波器の前記２つの導波路は、前記第２ループ導波路の側にベンドを有し、かつ前記第１導波路および前記第２導波路の側にベンドを有する請求項５に記載の光フィルタ。
【請求項7】
前記第１合分波器の前記２つの導波路のうち前記中央部は曲線状である請求項５に記載の光フィルタ。
【請求項8】
前記第１ループ導波路および前記第２ループ導波路のうち少なくとも一方に設けられ、前記第１ループ導波路および前記第２ループ導波路のうち前記少なくとも一方を伝搬する光の位相を調整する、位相調整部を具備する請求項２または請求項３に記載の光フィルタ。
【請求項9】
利得部と、
２つの光フィルタと、を具備し、
前記２つの光フィルタは、請求項８に記載の光フィルタであり、
前記２つの光フィルタの共振波長の間隔は互いに異なり、
前記利得部は光学利得を有し、かつ前記２つの光フィルタそれぞれの前記第１アクセス導波路に光学的に結合する波長可変レーザ素子。
２つの光フィルタと、を具備し、
前記２つの光フィルタは、請求項８に記載の光フィルタであり、
前記２つの光フィルタの共振波長の間隔は互いに異なり、
前記利得部は光学利得を有し、かつ前記２つの光フィルタそれぞれの前記第１アクセス導波路に光学的に結合する波長可変レーザ素子。
【請求項10】
前記２つの光フィルタは、基板に形成され、
前記利得部と前記基板とは突き合わせ接続され、
前記利得部の前記基板とは反対側に設けられた反射鏡を具備する請求項９に記載の波長可変レーザ素子。
前記利得部と前記基板とは突き合わせ接続され、
前記利得部の前記基板とは反対側に設けられた反射鏡を具備する請求項９に記載の波長可変レーザ素子。
【請求項11】
ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体で形成された基板を具備し、
前記利得部と前記２つの光フィルタとは、前記基板にモノリシック集積され、
前記２つの光フィルタのうち１つは、前記利得部の１つの端部側に位置し、
前記２つの光フィルタのうち別の１つは、前記利得部のもう１つの端部側に位置する請求項９に記載の波長可変レーザ素子。
前記利得部と前記２つの光フィルタとは、前記基板にモノリシック集積され、
前記２つの光フィルタのうち１つは、前記利得部の１つの端部側に位置し、
前記２つの光フィルタのうち別の１つは、前記利得部のもう１つの端部側に位置する請求項９に記載の波長可変レーザ素子。
【請求項12】
前記２つの光フィルタは、基板に形成され、
前記第１導波路、前記第２導波路、前記第１ループ導波路、前記第２ループ導波路、前記第１アクセス導波路、および前記第２アクセス導波路は、前記基板に形成されたシリコンの導波路であり、
前記２つの光フィルタのうち１つは、前記利得部の１つの端部側に位置し、
前記２つの光フィルタのうち別の１つは、前記利得部のもう１つの端部側に位置し、
前記利得部は、前記基板の表面に接合されている請求項９に記載の波長可変レーザ素子。
前記第１導波路、前記第２導波路、前記第１ループ導波路、前記第２ループ導波路、前記第１アクセス導波路、および前記第２アクセス導波路は、前記基板に形成されたシリコンの導波路であり、
前記２つの光フィルタのうち１つは、前記利得部の１つの端部側に位置し、
前記２つの光フィルタのうち別の１つは、前記利得部のもう１つの端部側に位置し、
前記利得部は、前記基板の表面に接合されている請求項９に記載の波長可変レーザ素子。
【請求項13】
請求項９に記載の波長可変レーザ素子と、
前記波長可変レーザ素子の第２アクセス導波路に光を入射する光源と、
前記波長可変レーザ素子の第２アクセス導波路に光学的に結合する受光素子と、を具備する波長可変レーザモジュール。
前記波長可変レーザ素子の第２アクセス導波路に光を入射する光源と、
前記波長可変レーザ素子の第２アクセス導波路に光学的に結合する受光素子と、を具備する波長可変レーザモジュール。
【請求項14】
請求項１３に記載の波長可変レーザモジュールの制御方法であって、
光源から波長可変レーザ素子の第２アクセス導波路に光を入射する工程と、
前記第２アクセス導波路を透過する光の強度に基づき、前記第２アクセス導波路を伝搬する光の波長を制御する工程と、を有する波長可変レーザモジュールの制御方法。
光源から波長可変レーザ素子の第２アクセス導波路に光を入射する工程と、
前記第２アクセス導波路を透過する光の強度に基づき、前記第２アクセス導波路を伝搬する光の波長を制御する工程と、を有する波長可変レーザモジュールの制御方法。
【請求項15】
前記光の波長を制御する工程は、前記第２アクセス導波路を透過する光の強度に基づき、前記位相調整部を用いて前記第２アクセス導波路を伝搬する光の波長を制御する工程である請求項１４に記載の波長可変レーザモジュールの制御方法。
【請求項16】
前記光の波長を制御する工程は、前記第２アクセス導波路を透過する光の強度に基づき、光源の出射光の波長を制御することで、前記第２アクセス導波路を伝搬する光の波長を制御する工程である請求項１４に記載の波長可変レーザモジュールの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は光フィルタ、波長可変レーザ素子、波長可変レーザモジュール、および波長可変レーザモジュールの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
利得部と、光を反射するフィルタとを有する波長可変レーザ素子が知られている。複数のリング共振器とループミラーとでフィルタを形成する技術がある（例えば特許文献１）。２つに分岐した導波路とリング共振器とを光学的に結合することでフィルタを形成する技術がある（例えば特許文献２）。フィルタの特性を制御し、光の位相を変化させることで、レーザ素子の発振波長を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１６－１０２９２６号公報
【特許文献2】国際公開第２０１９／１５９８０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし温度変化、および電流の注入などにより、フィルタの特性が経時変化することがある。フィルタの特性をモニタできない場合、フィルタの特性を正確に制御することが困難であり、発振波長も不安定になってしまう。そこで、特性をモニタすることが可能な光フィルタ、波長可変レーザ素子、波長可変レーザモジュール、および波長可変レーザモジュールの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示に係る光フィルタは、第１ループミラーと、第２ループミラーと、前記第１ループミラーおよび前記第２ループミラーと光学的に結合する第１導波路と、第１アクセス導波路と、を具備し、前記第１ループミラーは、第１ループ導波路と第１合分波器とを有し、前記第２ループミラーは、第２ループ導波路と第２合分波器とを有し、前記第１ループ導波路は、前記第１合分波器と光学的に結合し、前記第２ループ導波路は、前記第２合分波器と光学的に結合し、前記第１導波路は、前記第１合分波器および前記第２合分波器と光学的に結合し、前記第１アクセス導波路は、前記第１導波路と光学的に結合する。
【0006】
本開示に係る波長可変レーザ素子は、利得部と、２つの光フィルタと、を具備し、前記２つの光フィルタは、上記の光フィルタであり、前記２つの光フィルタの共振波長の間隔は互いに異なり、前記利得部は光学利得を有し、かつ前記２つの光フィルタそれぞれの前記第１アクセス導波路に光学的に結合する。
【0007】
本開示に係る波長可変レーザモジュールは、上記の波長可変レーザ素子と、前記波長可変レーザ素子の第２アクセス導波路に光を入射する光源と、前記波長可変レーザ素子の第２アクセス導波路に光学的に結合する受光素子と、を具備する。
【0008】
本開示に係る波長可変レーザモジュールの制御方法は、光源から波長可変レーザ素子の第２アクセス導波路に光を入射する工程と、前記第２アクセス導波路を透過する光の強度に基づき、前記第２アクセス導波路を伝搬する光の波長を制御する工程と、を有する。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、特性をモニタすることが可能な光フィルタ、波長可変レーザ素子、波長可変レーザモジュール、および波長可変レーザモジュールの制御方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
最初に本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
【0012】
本開示の一形態は、（１）第１ループミラーと、第２ループミラーと、前記第１ループミラーおよび前記第２ループミラーと光学的に結合する第１導波路と、第１アクセス導波路と、を具備し、前記第１ループミラーは、第１ループ導波路と第１合分波器とを有し、前記第２ループミラーは、第２ループ導波路と第２合分波器とを有し、前記第１ループ導波路は、前記第１合分波器と光学的に結合し、前記第２ループ導波路は、前記第２合分波器と光学的に結合し、前記第１導波路は、前記第１合分波器および前記第２合分波器と光学的に結合し、前記第１アクセス導波路は、前記第１導波路と光学的に結合する光フィルタである。第１アクセス導波路に光を入射すると、共振波長を有する光は、第１アクセス導波路に反射される。共振波長以外の波長を有する光は透過する。第１アクセス導波路を伝搬する反射光および透過光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
（２）前記第１ループミラーおよび前記第２ループミラーと光学的に結合する第２導波路と、第２アクセス導波路と、を具備し、前記第２導波路は、前記第１合分波器および前記第２合分波器と光学的に結合し、前記第２アクセス導波路は前記第２導波路と光学的に結合してもよい。第１アクセス導波路および第２アクセス導波路のうち一方を伝搬する反射光および透過光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
（３）前記第１合分波器の形状は対称であり、前記第２合分波器の形状は対称であり、前記第１導波路の形状と前記第２導波路の形状とは対称でもよい。第１アクセス導波路に励振される共振モードの共振波長は、第２アクセス導波路に励振される共振モードの共振波長に等しい。第１アクセス導波路に励振される共振モードのＦＳＲは、第２アクセス導波路に励振される共振モードのＦＳＲに等しい。第１アクセス導波路および第２アクセス導波路のうち一方を伝搬する光の共振波長およびＦＳＲを測定することで、光フィルタの特性をモニタすることができる。
（４）前記第１合分波器および前記第２合分波器は、２×２多モード干渉導波路または方向性結合器でもよい。第１導波路から第１ループミラーおよび第２ループミラーに入射する光は、第１導波路に反射される。第１導波路に結合する第１アクセス導波路に、共振モードが励振される。第２導波路から第１ループミラーおよび第２ループミラーに入射する光は、第２導波路に反射される。第２導波路に結合する第２アクセス導波路に、共振モードが励振される。２つの共振モードのうち１つを第１アクセス導波路から取り出し、もう１つを第２アクセス導波路から取り出すことができる。
（５）前記第１合分波器および前記第２合分波器は、それぞれ２つの導波路を有する方向性結合器であり、前記第１合分波器のうち前記第１ループ導波路側における前記２つの導波路の間の距離、ならびに前記第１導波路および前記第２導波路の側における前記距離は、前記第１合分波器の中央部における前記距離よりも大きく、前記第２合分波器の前記第２ループ導波路側における前記２つの導波路の間の距離、ならびに前記第１導波路および前記第２導波路の側における前記距離は、前記第２合分波器の中央部における前記距離よりも大きくてもよい。第１分波器および第２分波器において、広い波長帯域にわたって光の分配が均等に近くなる。クロストークの波長依存性を改善し、広い波長帯域でクロストークを低く抑制することができる。
（６）前記第１合分波器の前記２つの導波路は、前記第１ループ導波路の側にベンドを有し、かつ前記第１導波路および前記第２導波路の側にベンドを有し、前記第２合分波器の前記２つの導波路は、前記第２ループ導波路の側にベンドを有し、かつ前記第１導波路および前記第２導波路の側にベンドを有してもよい。第１分波器および第２分波器において、中央部の第１導波路と第２導波路との距離に比べて、ベンドでの第１導波路と第２導波路との距離が大きい。第１分波器および第２分波器において、広い波長帯域にわたって光の分配が均等に近くなる。クロストークの波長依存性を改善し、広い波長帯域でクロストークを低く抑制することができる。
（７）前記第１合分波器の前記２つの導波路のうち前記中央部は曲線状でもよい。中央部の曲線部分における導波路間の距離に比べて、中央部から離れた部分での距離は大きくなる。第１合分波器において、広い波長帯域にわたって光の分配が均等に近くなる。クロストークの波長依存性を改善し、広い波長帯域でクロストークを低く抑制することができる。
（８）前記第１ループ導波路および前記第２ループ導波路のうち少なくとも一方に設けられ、前記第１ループ導波路および前記第２ループ導波路のうち前記少なくとも一方を伝搬する光の位相を調整する、位相調整部を具備してもよい。光の位相を調整することで、光の波長を変化させることができる。
（９）利得部と、２つの光フィルタと、を具備し、前記２つの光フィルタは、上記の光フィルタであり、前記２つの光フィルタの共振波長の間隔は互いに異なり、前記利得部は光学利得を有し、かつ前記２つの光フィルタそれぞれの前記第１アクセス導波路に光学的に結合する波長可変レーザ素子である。利得部の出射光は、第１アクセス導波路を伝搬し、光フィルタで反射される。２つの光フィルタのバーニア効果によって、波長可変レーザ素子がレーザ発振する。第２アクセス導波路を伝搬する光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
（１０）前記２つの光フィルタは、基板に形成され、前記利得部と前記基板とは突き合わせ接続され、前記利得部の前記基板とは反対側に設けられた反射鏡を具備してもよい。利得部の出射光は、第１アクセス導波路を伝搬し、光フィルタと反射鏡とで反射される。波長可変レーザ素子がレーザ発振する。第２アクセス導波路を伝搬する光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
（１１）ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体で形成された基板を具備し、前記利得部と前記２つの光フィルタとは、前記基板にモノリシック集積され、前記２つの光フィルタのうち１つは、前記利得部の１つの端部側に位置し、前記２つの光フィルタのうち別の１つは、前記利得部のもう１つの端部側に位置してもよい。利得部の出射光は、第１アクセス導波路を伝搬し、２つの光フィルタで反射される。波長可変レーザ素子がレーザ発振する。第２アクセス導波路を伝搬する光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
（１２）前記２つの光フィルタは、基板に形成され、前記第１導波路、前記第２導波路、前記第１ループ導波路、前記第２ループ導波路、前記第１アクセス導波路、および前記第２アクセス導波路は、前記基板に形成されたシリコンの導波路であり、前記２つの光フィルタのうち１つは、前記利得部の１つの端部側に位置し、前記２つの光フィルタのうち別の１つは、前記利得部のもう１つの端部側に位置し、前記利得部は、前記基板の表面に接合されてもよい。利得部の出射光は、第１アクセス導波路を伝搬し、２つの光フィルタで反射される。波長可変レーザ素子がレーザ発振する。第２アクセス導波路を伝搬する光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
（１３）上記の波長可変レーザ素子と、前記波長可変レーザ素子の第２アクセス導波路に光を入射する光源と、前記波長可変レーザ素子の第２アクセス導波路に光学的に結合する受光素子と、を具備する波長可変レーザモジュールである。利得部の出射光は、第１アクセス導波路を伝搬し、光フィルタで反射される。２つの光フィルタのバーニア効果によって、波長可変レーザ素子がレーザ発振する。第２アクセス導波路を伝搬する光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
（１４）上記の波長可変レーザモジュールの制御方法であって、光源から波長可変レーザ素子の第２アクセス導波路に光を入射する工程と、前記第２アクセス導波路を透過する光の強度に基づき、前記第２アクセス導波路を伝搬する光の波長を制御する工程と、を有する波長可変レーザモジュールの制御方法である。利得部の出射光は、第１アクセス導波路を伝搬し、光フィルタで反射される。２つの光フィルタのバーニア効果によって、波長可変レーザ素子がレーザ発振する。第２アクセス導波路を伝搬する光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
（１５）前記光の波長を制御する工程は、前記第２アクセス導波路を透過する光の強度に基づき、前記位相調整部を用いて前記第２アクセス導波路を伝搬する光の波長を制御する工程でもよい。第２アクセス導波路を伝搬する光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
（１６）前記光の波長を制御する工程は、前記第２アクセス導波路を透過する光の強度に基づき、光源の出射光の波長を制御することで、前記第２アクセス導波路を伝搬する光の波長を制御する工程でもよい。第２アクセス導波路を伝搬する光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
（２）前記第１ループミラーおよび前記第２ループミラーと光学的に結合する第２導波路と、第２アクセス導波路と、を具備し、前記第２導波路は、前記第１合分波器および前記第２合分波器と光学的に結合し、前記第２アクセス導波路は前記第２導波路と光学的に結合してもよい。第１アクセス導波路および第２アクセス導波路のうち一方を伝搬する反射光および透過光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
（３）前記第１合分波器の形状は対称であり、前記第２合分波器の形状は対称であり、前記第１導波路の形状と前記第２導波路の形状とは対称でもよい。第１アクセス導波路に励振される共振モードの共振波長は、第２アクセス導波路に励振される共振モードの共振波長に等しい。第１アクセス導波路に励振される共振モードのＦＳＲは、第２アクセス導波路に励振される共振モードのＦＳＲに等しい。第１アクセス導波路および第２アクセス導波路のうち一方を伝搬する光の共振波長およびＦＳＲを測定することで、光フィルタの特性をモニタすることができる。
（４）前記第１合分波器および前記第２合分波器は、２×２多モード干渉導波路または方向性結合器でもよい。第１導波路から第１ループミラーおよび第２ループミラーに入射する光は、第１導波路に反射される。第１導波路に結合する第１アクセス導波路に、共振モードが励振される。第２導波路から第１ループミラーおよび第２ループミラーに入射する光は、第２導波路に反射される。第２導波路に結合する第２アクセス導波路に、共振モードが励振される。２つの共振モードのうち１つを第１アクセス導波路から取り出し、もう１つを第２アクセス導波路から取り出すことができる。
（５）前記第１合分波器および前記第２合分波器は、それぞれ２つの導波路を有する方向性結合器であり、前記第１合分波器のうち前記第１ループ導波路側における前記２つの導波路の間の距離、ならびに前記第１導波路および前記第２導波路の側における前記距離は、前記第１合分波器の中央部における前記距離よりも大きく、前記第２合分波器の前記第２ループ導波路側における前記２つの導波路の間の距離、ならびに前記第１導波路および前記第２導波路の側における前記距離は、前記第２合分波器の中央部における前記距離よりも大きくてもよい。第１分波器および第２分波器において、広い波長帯域にわたって光の分配が均等に近くなる。クロストークの波長依存性を改善し、広い波長帯域でクロストークを低く抑制することができる。
（６）前記第１合分波器の前記２つの導波路は、前記第１ループ導波路の側にベンドを有し、かつ前記第１導波路および前記第２導波路の側にベンドを有し、前記第２合分波器の前記２つの導波路は、前記第２ループ導波路の側にベンドを有し、かつ前記第１導波路および前記第２導波路の側にベンドを有してもよい。第１分波器および第２分波器において、中央部の第１導波路と第２導波路との距離に比べて、ベンドでの第１導波路と第２導波路との距離が大きい。第１分波器および第２分波器において、広い波長帯域にわたって光の分配が均等に近くなる。クロストークの波長依存性を改善し、広い波長帯域でクロストークを低く抑制することができる。
（７）前記第１合分波器の前記２つの導波路のうち前記中央部は曲線状でもよい。中央部の曲線部分における導波路間の距離に比べて、中央部から離れた部分での距離は大きくなる。第１合分波器において、広い波長帯域にわたって光の分配が均等に近くなる。クロストークの波長依存性を改善し、広い波長帯域でクロストークを低く抑制することができる。
（８）前記第１ループ導波路および前記第２ループ導波路のうち少なくとも一方に設けられ、前記第１ループ導波路および前記第２ループ導波路のうち前記少なくとも一方を伝搬する光の位相を調整する、位相調整部を具備してもよい。光の位相を調整することで、光の波長を変化させることができる。
（９）利得部と、２つの光フィルタと、を具備し、前記２つの光フィルタは、上記の光フィルタであり、前記２つの光フィルタの共振波長の間隔は互いに異なり、前記利得部は光学利得を有し、かつ前記２つの光フィルタそれぞれの前記第１アクセス導波路に光学的に結合する波長可変レーザ素子である。利得部の出射光は、第１アクセス導波路を伝搬し、光フィルタで反射される。２つの光フィルタのバーニア効果によって、波長可変レーザ素子がレーザ発振する。第２アクセス導波路を伝搬する光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
（１０）前記２つの光フィルタは、基板に形成され、前記利得部と前記基板とは突き合わせ接続され、前記利得部の前記基板とは反対側に設けられた反射鏡を具備してもよい。利得部の出射光は、第１アクセス導波路を伝搬し、光フィルタと反射鏡とで反射される。波長可変レーザ素子がレーザ発振する。第２アクセス導波路を伝搬する光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
（１１）ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体で形成された基板を具備し、前記利得部と前記２つの光フィルタとは、前記基板にモノリシック集積され、前記２つの光フィルタのうち１つは、前記利得部の１つの端部側に位置し、前記２つの光フィルタのうち別の１つは、前記利得部のもう１つの端部側に位置してもよい。利得部の出射光は、第１アクセス導波路を伝搬し、２つの光フィルタで反射される。波長可変レーザ素子がレーザ発振する。第２アクセス導波路を伝搬する光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
（１２）前記２つの光フィルタは、基板に形成され、前記第１導波路、前記第２導波路、前記第１ループ導波路、前記第２ループ導波路、前記第１アクセス導波路、および前記第２アクセス導波路は、前記基板に形成されたシリコンの導波路であり、前記２つの光フィルタのうち１つは、前記利得部の１つの端部側に位置し、前記２つの光フィルタのうち別の１つは、前記利得部のもう１つの端部側に位置し、前記利得部は、前記基板の表面に接合されてもよい。利得部の出射光は、第１アクセス導波路を伝搬し、２つの光フィルタで反射される。波長可変レーザ素子がレーザ発振する。第２アクセス導波路を伝搬する光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
（１３）上記の波長可変レーザ素子と、前記波長可変レーザ素子の第２アクセス導波路に光を入射する光源と、前記波長可変レーザ素子の第２アクセス導波路に光学的に結合する受光素子と、を具備する波長可変レーザモジュールである。利得部の出射光は、第１アクセス導波路を伝搬し、光フィルタで反射される。２つの光フィルタのバーニア効果によって、波長可変レーザ素子がレーザ発振する。第２アクセス導波路を伝搬する光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
（１４）上記の波長可変レーザモジュールの制御方法であって、光源から波長可変レーザ素子の第２アクセス導波路に光を入射する工程と、前記第２アクセス導波路を透過する光の強度に基づき、前記第２アクセス導波路を伝搬する光の波長を制御する工程と、を有する波長可変レーザモジュールの制御方法である。利得部の出射光は、第１アクセス導波路を伝搬し、光フィルタで反射される。２つの光フィルタのバーニア効果によって、波長可変レーザ素子がレーザ発振する。第２アクセス導波路を伝搬する光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
（１５）前記光の波長を制御する工程は、前記第２アクセス導波路を透過する光の強度に基づき、前記位相調整部を用いて前記第２アクセス導波路を伝搬する光の波長を制御する工程でもよい。第２アクセス導波路を伝搬する光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
（１６）前記光の波長を制御する工程は、前記第２アクセス導波路を透過する光の強度に基づき、光源の出射光の波長を制御することで、前記第２アクセス導波路を伝搬する光の波長を制御する工程でもよい。第２アクセス導波路を伝搬する光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
【0013】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係る光フィルタ、波長可変レーザ素子、波長可変レーザモジュール、および波長可変レーザモジュールの制御方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本開示の実施形態に係る光フィルタ、波長可変レーザ素子、波長可変レーザモジュール、および波長可変レーザモジュールの制御方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0014】
＜第１実施形態＞
図１Ａは、第１実施形態に係る光フィルタ１００を例示する平面図である。図１Ａに示すように、光フィルタ１００は、シリコン（Ｓｉ）系のフィルタ素子であり、アクセス導波路１０（第１アクセス導波路）、導波路１２（第１導波路）、２つのループミラー２０および２５を備える。
図１Ａは、第１実施形態に係る光フィルタ１００を例示する平面図である。図１Ａに示すように、光フィルタ１００は、シリコン（Ｓｉ）系のフィルタ素子であり、アクセス導波路１０（第１アクセス導波路）、導波路１２（第１導波路）、２つのループミラー２０および２５を備える。
【0015】
基板３０の上面は、ＸＹ平面に広がる。基板３０の２つの辺は、Ｘ軸方向に延伸する。基板３０の２つの辺は、Ｙ軸方向に延伸する。Ｘ軸方向はＹ軸方向に直交する。Ｚ軸方向は、基板３０の厚さ方向であり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交する。基板３０のＸ軸方向の１つの端部を端部３０ａとし、もう１つの端部を端部３０ｂとする。
【0016】
アクセス導波路１０、導波路１２、２つのループミラー２０および２５は、基板３０に形成されている。ループミラー２０（第１ループミラー）は、基板３０の端部３０ａ側に位置する。ループミラー２５（第２ループミラー）は、端部３０ｂ側に位置し、ループミラー２０に対向する。導波路１２は、Ｘ軸方向に延伸し、ループミラー２０とループミラー２５との間に位置し、ループミラー２０とループミラー２５とに接続されている。
【0017】
ループミラー２０は、ループ導波路２２（第１ループ導波路）と合分波器２４（第１合分波器）とを有する。ループミラー２５は、ループ導波路２６（第２ループ導波路）と合分波器２８（第２合分波器）とを有する。２つのループミラー２０および２５と、導波路１２とは、共振器１１を形成する。
【0018】
図１Ａの例における合分波器２４および２８は、例えば３ｄＢの１入力２出力（１×２）多モード干渉導波路（ＭＭＩ：Ｍｕｌｔｉ Ｍｏｄｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）である。合分波器２４および２８は、１×２ＭＭＩ以外に例えばＹ分岐導波路でもよい。合分波器２４および２８は、それぞれ１つの入力端と２つの出力端を有する。導波路１２の第１の端部は、合分波器２４の入力端に光学的に結合する。導波路１２の第２の端部は、合分波器２８の入力端に光学的に結合する。
【0019】
ループミラー２０のループ導波路２２は、ループ状の光導波路である。ループ導波路２２の第１の端部は、合分波器２４の第１の出力端２４ｃに光学的に結合する。ループ導波路２２の第２の端部は、合分波器２４の第２の出力端２４ｄに光学的に結合する。ループミラー２０は、合分波器２４の入力端から光が入力されると、合分波器２４の入力端に光を反射する反射構造である。
【0020】
ループミラー２５のループ導波路２６は、ループ状の光導波路である。ループ導波路２６の第１の端部は、合分波器２８の第１の出力端２８ｃに光学的に結合する。ループ導波路２６の第２の端部は、合分波器２８の第２の出力端２８ｄに光学的に結合する。ループミラー２５は、合分波器２８の入力端から光が入力されると、合分波器２８の入力端に光を反射する反射構造である。
【0021】
アクセス導波路１０と導波路１２とはＹ軸方向において並ぶ。アクセス導波路１０の端部１０ａは、基板３０の端部３０ａに位置する。アクセス導波路１０のもう１つの端部１０ｂは、基板３０の端部３０ｂに位置する。アクセス導波路１０は、Ｘ軸方向に延伸し、かつ導波路１２に近づくように湾曲する。アクセス導波路１０は、導波路１２から距離ｇをあけて離間し、導波路１２に光学的に結合する。距離ｇは、例えば数百ｎｍである。
【0022】
図１Ｂは、図１Ａの線Ａ－Ａに沿った断面図であり、アクセス導波路１０の断面を図示する。導波路１２、ループ導波路２２および２６の断面も図１Ｂと同様である。基板３０は、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であり、基板３２、クラッド層３３および導波路コア３４を有する。基板３０は、例えばＳｉで形成されている。クラッド層３３は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）で形成されており、基板３０の１つの面を覆う。導波路コア３４は、例えばＳｉで形成されており、基板３０から離間し、クラッド層３３の内側に埋め込まれている。基板３２の上面から導波路コア３４の下端までの距離は例えば２μｍである。導波路コア３４のＹ軸方向の幅は、例えば０．４４μｍである。導波路コア３４の厚さは、例えば０．２２μｍである。
【0023】
アクセス導波路１０の端部１０ａおよび１０ｂのうち一方（例えば端部１０ａ）を、光フィルタ１００の入射ポートとする。光フィルタ１００の外部に配置した不図示の光源から、図１Ａに矢印Ａ１で示すように端部１０ａを通じて光フィルタ１００に光を入射する。アクセス導波路１０に光が入射することで、共振器１１に共振モードが励振する。図１Ａに矢印Ａ２で示すように、共振波長を有する光（反射光）は、アクセス導波路１０の端部１０ａに向けて反射され、端部１０ａから光フィルタ１００の外部に出射される。矢印Ａ３で示すように、共振波長以外の波長を有する光（透過光）は、光フィルタ１００を透過し、アクセス導波路１０の端部１０ｂから光フィルタ１００の外部に出射される。
【0024】
より詳細には、光はアクセス導波路１０を伝搬し、アクセス導波路１０から導波路１２に乗り移る。導波路１２を伝搬する光は、合分波器２４の２つの出力端２４ｃおよび２４ｄに分配され、ループ導波路２２を伝搬する。分配される光の強度は１：１であり、位相は等しい。ループ導波路２２を右回りに伝搬する光と、ループ導波路２２を左回りに伝搬する光とは、同位相で合流して、合分波器２４から導波路１２に入射する。
【0025】
導波路１２を伝搬する光は、合分波器２８の２つの出力端２８ｃおよび２８ｄに分配され、ループ導波路２６を伝搬する。ループ導波路２６を右回りに伝搬する光と、ループ導波路２６を左回りに伝搬する光とは、同位相で合流して、合分波器２８から導波路１２に入射する。
【0026】
共振器１１の共振波長は、２つのループミラー２０および２５を一周したときの光の位相の変化が２πｎ（ｎは整数）になる波長である。共振波長を有する光は、導波路１２からアクセス導波路１０に乗り移り、図１Ａに矢印Ａ２で示すようにアクセス導波路１０の端部１０ａに向けて反射される。共振波長以外の波長を有する光は、図１Ａに矢印Ａ３で示すように、アクセス導波路１０の端部１０ｂから出射される。
【0027】
すなわち、光フィルタ１００は、共振波長の光を反射し、共振波長以外の波長を有する光を透過させるフィルタである。フォトダイオードなどの受光素子で光フィルタ１００の反射光または透過光を受光することで、光フィルタ１００の特性をモニタすることができる。
【0028】
図２Ａおよび図２Ｂは、光フィルタ１００の反射特性を例示する図である。横軸は、光の波長を表す。縦軸は、光フィルタ１００の反射率を表す。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、共振器１１の共振波長において反射率はピークを示す。隣接する２つの共振波長間の間隔（自由スペクトル領域、ＦＳＲ：Ｆｒｅｅ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｒａｎｇｅ）は、共振器１１（導波路１２、ループミラー２０および２５）の光路長で決まる。図２Ａにおける共振波長は、図２Ｂにおける共振波長と等しい。図２ＡにおけるＦＳＲは、図２ＢにおけるＦＳＲに等しい。図２Ａおよび図２ＢのＦＳＲの値をＦＳＲ１とする。
【0029】
一方、図２Ａのピークの幅は、図２Ｂのピークの幅よりも広い。ピークの幅は、共振器１１のＱ値で決まる。Ｑ値は、アクセス導波路１０と共振器１１との結合率で決まる。アクセス導波路１０と導波路１２との距離ｇを小さくすると、アクセス導波路１０と導波路１２との結合率が高くなり、Ｑ値は低くなる。Ｑ値が低くなると、図２Ａのようにピークは広く、緩やかになる。距離ｇを大きくすると、結合率が低くなり、Ｑ値は高くなる。図２Ｂのようにピークは狭く、鋭くなる。
【0030】
第１実施形態によれば、光フィルタ１００は、アクセス導波路１０、導波路１２、ループミラー２０および２５を有する。導波路１２と、ループミラー２０および２５とは、光学的に結合し、共振器１１を形成する。アクセス導波路１０の端部１０ａに光を入射すると、共振波長を有する光は共振器１１によって反射され、アクセス導波路１０の端部１０ａに入射される。共振波長以外の波長を有する光は、光フィルタ１００を透過し、アクセス導波路１０の端部１０ｂから出射される。光フィルタ１００の反射光または透過光を検知することで、光フィルタ１００の特性をモニタすることができる。
【0031】
アクセス導波路１０に入射する光の波長を変えながら、光フィルタ１００の反射率または透過率を測定する。図２Ａおよび図２Ｂのように、反射率が最大になる波長が共振波長である。反射率スペクトルを測定することで、共振波長、および反射率のピークの間隔（ＦＳＲ）を、直接的に測定することができる。アクセス導波路１０と導波路１２との距離ｇを変化させることで、Ｑ値および結合率を調節することができる。図２Ａおよび図２Ｂのようにピークの形状を変えることができる。透過光を用いて光フィルタ１００の特性をモニタしてもよい。透過率が最低になる波長が、共振波長である。
【0032】
光フィルタ１００の屈折率は経時変化することがある。屈折率の変化によって、光導波路の屈折率が変化することがある。屈折率の変化によって、光フィルタ１００の特性が変化する。アクセス導波路１０を伝搬する光を用いて、光フィルタ１００の特性を直接的にモニタすることが可能である。反射率を測定することで、共振波長のシフトなどといった特性の変化を正確に検出することができる。
【0033】
図１Ｂに示すように、光フィルタ１００の光導波路は、Ｓｉの導波路コア３４を有する。導波路コア３４は、クラッド層３３に囲まれている。Ｓｉの屈折率は約３．５である。ＳｉＯ２の屈折率は約１．４である。クラッド層３３に比べて高い屈折率を有する導波路コア３４に、光を強く閉じ込めることができる。アクセス導波路１０、ループ導波路２２および２６のように、屈曲した光導波路における光の損失が抑制される。光フィルタ１００の光導波路は、図１ＢのようにＳｉで形成された導波路でもよいし、図１２で述べるような化合物半導体で形成された導波路でもよい。図８などで示すように、光導波路に電極３５が設けられてもよい。ループ導波路２２の形状は、ループ導波路２６と同一でもよし、異なってもよい。
【0034】
＜第２実施形態＞
図３は、第２実施形態に係る光フィルタ２００を例示する平面図である。第１実施形態と同じ構成については説明を省略する。図３に示すように、光フィルタ２００は、２つのアクセス導波路１０および１６、２つの導波路１２および１４、２つのループミラー２０および２５を備える。導波路１２、ループミラー２０および２５は、共振器１１を形成する。導波路１４、ループミラー２０および２５は、共振器１３を形成する。光フィルタ２００の光導波路は、図１Ｂと同じ構成を有する。
図３は、第２実施形態に係る光フィルタ２００を例示する平面図である。第１実施形態と同じ構成については説明を省略する。図３に示すように、光フィルタ２００は、２つのアクセス導波路１０および１６、２つの導波路１２および１４、２つのループミラー２０および２５を備える。導波路１２、ループミラー２０および２５は、共振器１１を形成する。導波路１４、ループミラー２０および２５は、共振器１３を形成する。光フィルタ２００の光導波路は、図１Ｂと同じ構成を有する。
【0035】
Ｙ軸方向における基板３０の１つの端部（図３の下側の端部）からもう１つの端部（図３の上側の端部）に向けて、アクセス導波路１０、導波路１２、導波路１４、およびアクセス導波路１６が順に並ぶ。アクセス導波路１０と導波路１２とは、互いに近づくように湾曲する。アクセス導波路１０は、導波路１２と光学的に結合し、かつ距離ｇ１をあけて離間する。アクセス導波路１６と導波路１４とは、互いに近づくように湾曲する。アクセス導波路１６は、導波路１４と光学的に結合し、かつ距離ｇ２をあけて離間する。
【0036】
アクセス導波路１０の端部１０ａおよびアクセス導波路１６の端部１６ａは、基板３０の端部３０ａに位置する。アクセス導波路１０の端部１０ｂおよびアクセス導波路１６の端部１６ｂは、基板３０の端部３０ｂに位置する。
【0037】
導波路１２および１４は、Ｘ軸方向においてループミラー２０とループミラー２５との間に位置し、ループミラー２０とループミラー２５とに接続されている。導波路１２と導波路１４とが並ぶＹ軸方向（図３の上下方向）において、導波路１２と導波路１４とは対称である。言い換えれば、Ｘ軸に関して導波路１２と導波路１４とは対称である。つまり、導波路１４をＸ軸に関して折り返すと、導波路１２に重なる。
【0038】
合分波器２４および２８は、それぞれ３ｄＢの２×２ＭＭＩカプラである。導波路１２の第１の端部は、合分波器２４の第１の入力端２４ａに光学的に結合する。導波路１２の第２の端部は、合分波器２８の第１の入力端２８ａに光学的に結合する。導波路１４の第１の端部は、合分波器２４の第２の入力端２４ｂに光学的に結合する。導波路１４の第２の端部は、合分波器２８の第２の入力端２８ｂに光学的に結合する。
【0039】
図３の上下方向において合分波器２４の形状は対称である。つまり、合分波器２４の形状は、Ｘ軸に関して対称である。合分波器２４と同様に、合分波器２８の形状は上下方向において対称である。
【0040】
光フィルタ２００の外部に配置した不図示の光源から、図３に矢印Ａ１で示すようにアクセス導波路１０の１つの端部（例えば端部１０ａ）に光を入射する。矢印Ａ４で示すように、アクセス導波路１６の１つの端部（例えば端部１６ｂ）に光を入射する。
【0041】
アクセス導波路１０に入射された光は、導波路１２に乗り移る。導波路１２を伝搬する光は、合分波器２４および２８に入射する。導波路１２から合分波器２４に入射した光は、合分波器２４の２つの出力端２４ｃおよび２４ｄに分配され、ループ導波路２２を伝搬する。分配される光の強度の比は１：１である。出力端２４ｃから出力される光の位相に対して、出力端２４ｄから出力される光の位相は９０°遅延する。出力端２４ｃから右回りにループ導波路２２を伝搬する光は、９０°の位相遅延を伴って合分波器２４の入力端２４ａに戻り、導波路１２に入射する。出力端２４ｄから左回りにループ導波路２２を伝搬する光は、合分波器２４の入力端２４ａに戻り、導波路１２に入射する。すなわち、導波路１２からループ導波路２２に入射する光は、原理的には導波路１４に入射せずに、入力端２４ａを通じて導波路１２に反射される。
【0042】
導波路１２から合分波器２８に入射した光は、合分波器２８の２つの出力端２８ｃおよび２８ｄに、強度の比が１：１、位相差９０°で分配され、ループ導波路２６を伝搬する。導波路１２からループ導波路２６に入射する光は、原理的には導波路１４に入射せずに、導波路１２に反射される。導波路１２の光は、アクセス導波路１０に乗り移り、端部１０ａに向けて伝搬する。
【0043】
アクセス導波路１６に入射された光は、導波路１４に乗り移り、合分波器２４および２８に入射する。導波路１４から合分波器２４に入射した光は、合分波器２４の２つの出力端２４ｃおよび２４ｄに、強度の比が１：１、位相差９０°で分配され、ループ導波路２２を伝搬する。導波路１４からループ導波路２２に入射する光は、原理的には導波路１２に入射せずに、導波路１４に反射される。導波路１４から合分波器２８を通じてループ導波路２６に入射する光は、原理的には導波路１２に入射せずに、導波路１４に反射される。導波路１４の光は、アクセス導波路１６に乗り移り、端部１６ｂに向けて伝搬する。
【0044】
すなわち、図３に矢印Ａ１で示すようにアクセス導波路１０の端部１０ａから光を入射することで、共振器１１の共振モードを励振することができる。共振器１１の共振モードは、ループ導波路２２および２６、導波路１２を伝搬し、矢印Ａ２で示すようにアクセス導波路１０の端部１０ａに向けて反射される。共振器１１の共振モードは、導波路１４およびアクセス導波路１６には伝搬しない。アクセス導波路１０を伝搬する光のうち共振波長以外の波長を有する光は、矢印Ａ３で示すように光フィルタ２００を透過し、端部１０ｂから光フィルタ２００の外部に出射される。
【0045】
矢印Ａ４で示すようにアクセス導波路１６の端部１６ｂから光を入射することで、共振器１３の共振モードを励振することができる。共振器１３の共振モードは、ループ導波路２２および２６、導波路１４を伝搬し、矢印Ａ５で示すようにアクセス導波路１６の端部１６ｂに向けて反射される。共振器１３の共振モードは、導波路１２およびアクセス導波路１０には伝搬しない。アクセス導波路１６を伝搬する光のうち共振波長以外の波長を有する光は、矢印Ａ６で示すように光フィルタ２００を透過して、端部１６ａから外部に出射される。
【0046】
Ｘ軸に関して、合分波器２４が対称であり、合分波器２８が対称であり、導波路１２と導波路１４とが対称である場合、共振器１１の共振モードの共振波長と共振器１３の共振モードの共振波長とは、原理的に一致する。共振器１１の共振モードのＦＳＲと共振器１３の共振モードのＦＳＲとは、原理的に一致する。共振器１１の共振モードおよび共振器１３の共振モードのうち、一方の共振波長およびＦＳＲがわかれば、もう一方の共振波長およびＦＳＲもわかる。
【0047】
アクセス導波路１６を伝搬する光フィルタ２００の反射光または透過光を受光素子で検知し、共振器１３の共振モードの共振波長およびＦＳＲを測定する。この測定の結果から、アクセス導波路１０の反射光および透過光を検知せずに、共振器１１の共振モードの共振波長およびＦＳＲもモニタすることが可能である。アクセス導波路１６を光フィルタ２００の特性をモニタするために使用し、アクセス導波路１０をモニタ以外の用途、例えばレーザ発振に使用することができる。
【0048】
図４Ａから図５Ｃは、光フィルタ２００の特性を例示する図であり、特性のシミュレーション結果である。横軸は、光の波長を表す。縦軸は、反射率および透過率（反射率／透過率（ａ．ｕ．））を表す。実線は、透過率を表す。破線は、反射率を表す。点線は、アクセス導波路１０とアクセス導波路１６との間のクロストークを表す。合分波器２４および２８それぞれの分配比が、光の波長に応じて変化することで、クロストークが生じることがある。図４Ａから図４Ｃは、アクセス導波路１０を用いて取得される、反射率のスペクトルおよび透過率のスペクトルである。図４Ａから図４Ｃにおいて、クロストークは、アクセス導波路１０への入射光（図３の矢印Ａ３）の強度に対する、アクセス導波路１６からの出射光（矢印Ａ５）の強度の比である。図５Ａから図５Ｃは、アクセス導波路１６を用いて取得される、反射率のスペクトルおよび透過率のスペクトルである。図５Ａから図５Ｃにおいて、クロストークは、アクセス導波路１６への入射光（図３の矢印Ａ４）に対する、アクセス導波路１０からの出射光（矢印Ａ３）の比である。
【0049】
図４Ａおよび図５Ａの例では、アクセス導波路１０と導波路１２との距離ｇ１を３００ｎｍとする。図４Ｂおよび図５Ｂの例では、距離ｇ１を２５０ｎｍとする。図４Ｃおよび図５Ｃの例では、距離ｇ１を３５０ｎｍとする。いずれの例でもアクセス導波路１６と導波路１４との距離ｇ２は３００ｎｍである。
【0050】
図４Ａから図５Ｃに示すように、１５４８ｎｍから１５５２ｎｍまでの範囲の４つの波長において、反射率は極大値を有し、透過率は極小値を有する。当該波長が共振波長である。６つの例において、共振波長およびＦＳＲは互いに等しい。
【0051】
図４Ｃにおける反射率のスペクトルのピークは、図４Ａおよび図４Ｂのピークに比べて急峻である。図４Ａのピークは、図４Ｂのピークに比べて急峻である。図４Ｂのピークは、図４Ａおよび図４Ｃのピークに比べて緩やかである。アクセス導波路１０と導波路１２との距離ｇ１を小さくすると、スペクトルのピークの形状は緩やかになる。距離ｇ１を小さくすると、結合率が高くなり、Ｑ値が低くなるためである。距離ｇ１を大きくすると、ピークの形状は急峻になる。距離ｇ１を大きくすると、結合率が低くなり、Ｑ値が高くなるためである。図５Ａから図５Ｃにおいて、アクセス導波路１６と導波路１４との距離ｇ２は一定である。結合率およびＱ値が一定であるため、スペクトルのピークの形状もほぼ一定である。また、反射率が最大で１なのに対して、クロストークは反射率より２桁以上小さい。
【0052】
第２実施形態によれば、光フィルタ２００は、アクセス導波路１０および１６、導波路１２および１４、ループミラー２０および２５を有する。ループミラー２０および２５、導波路１２は、共振器１１を形成する。ループミラー２０および２５、導波路１４は、共振器１３を形成する。アクセス導波路１０の端部１０ａから光を入射すると、共振波長の光はアクセス導波路１０の端部１０ａに反射される。アクセス導波路１６の端部１６ｂから光を入射すると、共振波長の光はアクセス導波路１６の端部１６ｂに反射される。共振波長以外の波長を有する光は、光フィルタ２００を透過し、アクセス導波路１０および１６を伝搬する。
【0053】
アクセス導波路１０および１６のうち一方を伝搬する、光フィルタ２００の反射光または透過光を検知することで、光フィルタ２００の特性をモニタすることができる。例えばアクセス導波路１６をモニタリングに用い、アクセス導波路１０をモニタリングとは別の用途に用いることができる。
【0054】
導波路１２と導波路１４とが並ぶＹ軸方向において、導波路１２と導波路１４とは対称である。合分波器２４の形状は対称である。合分波器２８の形状は対称である。共振器１１の共振モードの共振波長は、共振器１３の共振モードの共振波長に一致する。共振器１１の共振モードのＦＳＲは、共振器１３の共振モードのＦＳＲに一致する。アクセス導波路１６を用いて共振器１３の共振モードの共振波長およびＦＳＲを測定することで、共振器１１の共振モードの共振波長およびＦＳＲもモニタすることができる。アクセス導波路１０をモニタリングとは別の用途に用いることができる。合分波器２４の形状は、合分波器２４自身の中心に対して点対称でもよい。合分波器２８の形状は、合分波器２８自身の中心に対して点対称でもよい。
【0055】
光フィルタ２００の経時変化によって、光導波路の屈折率が変化することがある。ピークの波長（共振波長）など光フィルタ２００の特性が変化する。アクセス導波路１６を伝搬する光を用いて、光フィルタ２００の特性のモニタリングが可能であるため、特性の変化を正確に検出することができる。
【0056】
合分波器２４および２８は、２×２ＭＭＩでもよいし、方向性結合器でもよい。アクセス導波路１０に光を入射することで励振する共振モードは、ループミラー２０および２５、導波路１２およびアクセス導波路１０を伝搬するが、導波路１４およびアクセス導波路１２には伝搬しない。アクセス導波路１６に光を入射することで励振する共振モードは、ループミラー２０および２５、導波路１４およびアクセス導波路１６を伝搬するが、導波路１２およびアクセス導波路１０には伝搬しない。２つの共振モードのうち１つを、１つのアクセス導波路から取り出すことができる。
【0057】
アクセス導波路１０と導波路１２との距離ｇ１により、アクセス導波路１０と導波路１２との結合率が定まる。図４Ａから図４Ｃに示すように、距離ｇ１を変えることで、スペクトルの形状を変えることができる。アクセス導波路１６と導波路１４との距離ｇ２により、アクセス導波路１６と導波路１４との結合率が定まる。距離ｇ１とは独立に距離ｇ２を定めることができる。したがって、共振器１１のスペクトルの形状と、共振器１３のスペクトルの形状とを、互いに独立に調整することができる。アクセス導波路１０と導波路１２との結合率を、アクセス導波路１６と導波路１４との結合率と等しくしてもよいし、異なる大きさとしてもよい。高い強度を有する光が共振器１１および１３を伝搬することで、非線形的な光学効果が発生し、特性が不安定になる恐れがある。共振器１１および１３内の光の強度が適切な大きさになるように、距離ｇ１およびｇ２を変化させ、結合率を調整することができる。合分波器の分配比が設計値からずれることで、モニタ用の光と発振用の光との間で混入（クロストーク）が生じる恐れもある。合分波器の分配比の実際の大きさに応じて、結合率を調整することもできる。
【0058】
【0059】
図７は、第２の変形例に係る光フィルタ２００ｂを例示する平面図である。合分波器２４および２８として、ＭＭＩに代えて方向性結合器を用いる。方向性結合器においては、２つの光導波路が光の波長程度の距離まで近づいている。方向性結合器は、２×２ＭＭＩと同様に光を分配する。他の構成は図３と同じである。
【0060】
＜第３実施形態＞
図８は、第３実施形態に係る波長可変レーザ素子３００を例示する平面図である。第１実施形態または第２実施形態と同じ構成については説明を省略する。図８に示すように、波長可変レーザ素子３００は、利得部４０およびフィルタ素子３１０を備える。フィルタ素子３１０は、Ｓｉなどで形成されたパッシブ素子であり、基板３０を有する。
図８は、第３実施形態に係る波長可変レーザ素子３００を例示する平面図である。第１実施形態または第２実施形態と同じ構成については説明を省略する。図８に示すように、波長可変レーザ素子３００は、利得部４０およびフィルタ素子３１０を備える。フィルタ素子３１０は、Ｓｉなどで形成されたパッシブ素子であり、基板３０を有する。
【0061】
利得部４０は、ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体で形成された発光素子であり、フィルタ素子３１０の基板３０の端部３０ａに突き合わせ接続され、フィルタ素子３１０と光学的に結合する。利得部４０のフィルタ素子３１０とは反対側に、反射鏡５９が設けられている。反射鏡５９は、例えば分布ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）である。利得部４０と反射鏡５９とは、モノリシックに集積された集積素子を形成する。
【0062】
（フィルタ素子）
フィルタ素子３１０は、導波路１５、合分波器１７、および２つの光フィルタ２００－１および２００－２を有する。光フィルタ２００－１および２００－２は、それぞれ図６の光フィルタ２００と同じ構成を有する。光フィルタ２００－１は、アクセス導波路１０－１および１６－１を有する。光フィルタ２００－２は、アクセス導波路１０－２および１６－２を有する。光フィルタ２００－１と光フィルタ２００－２とは、Ｙ軸方向に並ぶ。
フィルタ素子３１０は、導波路１５、合分波器１７、および２つの光フィルタ２００－１および２００－２を有する。光フィルタ２００－１および２００－２は、それぞれ図６の光フィルタ２００と同じ構成を有する。光フィルタ２００－１は、アクセス導波路１０－１および１６－１を有する。光フィルタ２００－２は、アクセス導波路１０－２および１６－２を有する。光フィルタ２００－１と光フィルタ２００－２とは、Ｙ軸方向に並ぶ。
【0063】
導波路１５は、Ｘ軸方向に延伸する。導波路１５の第１の端部は、基板３０の端部３０ａに位置する。導波路１５の第２の端部は、合分波器１７の入力端に光学的に結合されている。合分波器１７は、例えば３ｄＢの１×２ＭＭＩカプラである。合分波器１７の第１の出力端には、光フィルタ２００－１のアクセス導波路１０－１の１つの端部が光学的に結合している。合分波器１７の第２の出力端には、光フィルタ２００－２のアクセス導波路１０－２の１つの端部が光学的に結合している。
【0064】
アクセス導波路１０－１の端部１０ｃ、アクセス導波路１０－２の端部１０ｄ、アクセス導波路１６－１の端部１６ｂ、およびアクセス導波路１６－２の端部１６ｄは、基板３０の端部３０ｂに位置する。アクセス導波路１６－１の端部１６ａおよびアクセス導波路１６－２の端部１６ｃは、基板３０の端部３０ａに位置する。
【0065】
光フィルタ２００－１のループ導波路の光路長が、光フィルタ２００－２のループ導波路の光路長と異なることにより、光フィルタ２００－１のＦＳＲは、光フィルタ２００－２のＦＳＲとは異なる。
【0066】
光フィルタ２００－１の２つのループ導波路、アクセス導波路１０－１、および光フィルタ２００－２の２つのループ導波路のそれぞれには、電極３５（位相調整部）が設けられている。光フィルタ２００－１および２００－２の光導波路のうち、電極３５が設けられていない部分は、図１Ｂと同じ構成を有する。
【0067】
図９Ａは、図８の線Ｂ－Ｂに沿った断面図であり、光フィルタ２００－１のアクセス導波路１０－１の断面を図示している。第１実施形態の図１Ｂと同じ構成については説明を省略する。図９Ａに示すように、クラッド層３３に、基板３２側から順に導波路コア３４および電極３５が埋め込まれている。電極３５は、導波路コア３４から離間し、導波路コア３４よりも上側に位置する。電極３５は、ニッケル（Ｎｉ）とクロム（Ｃｒ）との合金（ニクロム）などの金属で形成されており、ヒータとして機能する。電極３５に電流を流すことで、電極３５は発熱する。導波路コア３４が電極３５によって加熱されることで、導波路コア３４の屈折率が変化し、導波路コア３４を伝搬する光の位相を調整することができる。フィルタ素子３１０の光導波路のうち、電極３５が設けられた部分は、図９Ａと同じ構成を有する。
【0068】
（利得部）
図９Ｂは、図８の線Ｃ－Ｃに沿った断面図であり、利得部４０の断面を図示している。図９Ｂに示すように、利得部４０は、基板４２、クラッド層４３、４５および４６、活性層４４、コンタクト層４７、埋込層４８、および電流ブロック層４９を有する。利得部４０の活性層４４は、導波路１５の導波路コア３４と同じ高さに位置し、導波路コア３４に対向する。
図９Ｂは、図８の線Ｃ－Ｃに沿った断面図であり、利得部４０の断面を図示している。図９Ｂに示すように、利得部４０は、基板４２、クラッド層４３、４５および４６、活性層４４、コンタクト層４７、埋込層４８、および電流ブロック層４９を有する。利得部４０の活性層４４は、導波路１５の導波路コア３４と同じ高さに位置し、導波路コア３４に対向する。
【0069】
基板４２の上面に、クラッド層４３、活性層４４およびクラッド層４５が順に積層され、これらの半導体層がメサ４１を形成する。メサ４１は、基板４２からＺ軸方向に突出し、かつＸ軸方向に延伸する。メサ４１の上端のＹ軸方向の幅は、例えば１．５μｍである。メサ４１のＹ軸方向の両側に埋込層４８が設けられている。埋込層４８の上に電流ブロック層４９が設けられている。２つの埋込層４８および２つの電流ブロック層４９が、Ｙ軸方向両側からメサ４１を挟む。１つの埋込層４８の側面からもう１つの埋込層４８の側面までの幅は、例えば３μｍである。クラッド層４６、およびコンタクト層４７は、この順にクラッド層４５および電流ブロック層４９の上に積層されている。基板４２の上面からコンタクト層４７の上面までの高さは、例えば３μｍである。
【0070】
絶縁膜３８は、基板４２の上面、メサ４１の側面およびメサ４１の上面を覆う。絶縁膜３８はメサ４１の上面に開口部を有する。電極３７は、メサ４１の上に設けられ、絶縁膜３８の開口部から露出するコンタクト層４７の上面に接触する。基板４２のメサ４１とは反対側の底面に電極３６が設けられている。
【0071】
基板４２、クラッド層４３、および電流ブロック層４９は、例えばｎ型のインジウムリン（ＩｎＰ）で形成されている。クラッド層４５および４６は、例えばｐ型のＩｎＰで形成されている。コンタクト層４７は、例えばｐ型のインジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）で形成されている。活性層４４は、例えば交互に積層された複数の井戸層およびバリア層を含み、多重量子井戸構造（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）を有する。井戸層およびバリア層は、例えばアンドープのインジウムガリウム砒素リン（ｉ－ＩｎＧａＡｓＰ）で形成される。半導体層は、上記以外のＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体で形成されてもよい。
【0072】
絶縁膜３８は、窒化シリコン（ＳｉＮ）などの絶縁体で形成されている。電極３６は、例えば基板４２から順に金、ゲルマニウム、およびニッケルを積層した積層体（Ａｕ／Ｇｅ／Ｎｉ）で形成されたｎ型電極である。電極３７は、例えばコンタクト層４７側から順にチタン、白金、および金を積層した積層体（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）で形成されたｐ型電極である。
【0073】
電極３６および３７に電圧を印加することで、利得部４０に電流を注入する。メサ４１の両側にはｎ型の基板４２、ｐ型の埋込層４８、ｎ型の電流ブロック層４９およびｐ型のクラッド層４６が積層されているため、電流はメサ４１の外側には流れにくく、メサ４１に選択的に流れる。活性層４４に電流が注入されることで、利得部４０は光を出射する。
【0074】
図８に矢印Ａ７で示すように、利得部４０からフィルタ素子３１０に入射する光は、導波路１５を伝搬し、合分波器１７でアクセス導波路１０－１とアクセス導波路１０－２とに分配される。アクセス導波路１０－１に光が伝搬すると、光フィルタ２００－１において共振モードが励振され、アクセス導波路１０－１に光が反射される。アクセス導波路１０－２に光が伝搬すると、光フィルタ２００－２において共振モードが励振され、アクセス導波路１０－２に光が反射される。光フィルタ２００－１の反射光および光フィルタ２００－２の反射光は、合分波器１７で合波され、矢印Ａ８で示すように導波路１５を伝搬する。光がフィルタ素子３１０と反射鏡５９とで繰り返し反射されることで、波長可変レーザ素子３００はレーザ発振する。
【0075】
光フィルタ２００－１の反射スペクトルのＦＳＲは、光フィルタ２００－２の反射スペクトルのＦＳＲとは異なる。光フィルタ２００－１のＦＳＲは、例えば図２Ａおよび図２Ｂに示したＦＳＲ１である。図１０は、光フィルタ２００－２の反射特性を例示する図である。光フィルタ２００－２のＦＳＲ２は、光フィルタ２００－１のＦＳＲ１よりも大きい。２つの光フィルタ２００－１および２００－２によるバーニア効果を利用し、レーザ発振を行う。光フィルタ２００－１の共振波長と、光フィルタ２００－２の共振波長とが一致する波長において、波長可変レーザ素子３００はレーザ発振する。図８に矢印Ａ９およびＡ１０で示すように、レーザ光は、アクセス導波路１０－１および１０－２を伝搬し、端部１０ｃおよび１０ｄから、波長可変レーザ素子３００の外側に出射される。レーザ光は、アクセス導波路１６－１および１６－２を伝搬しない。
【0076】
利得部４０から光を出射させるとともに、波長可変レーザ素子３００の外部の光源から、アクセス導波路１６－１および１６－２に光を入射する。光フィルタ２００－１および２００－２に共振モードが励振し、アクセス導波路１６－１および１６－２に反射光が反射される。例えば矢印Ａ１１に示すように、アクセス導波路１６－１の端部１６ａから光を入射する。矢印Ａ１２で示すように、光フィルタ２００－１の反射光が端部１６ａから出射される。矢印Ａ１３で示すように、光フィルタ２００－１の透過光は端部１６ｂから出射される。矢印Ａ１４およびＡ１５で示すように、アクセス導波路１６－２の端部１６ｃから光を入射すると、光フィルタ２００－２の反射光が端部１６ｃから出射される。矢印Ａ１６で示すように、光フィルタ２００－２の透過光は端部１６ｄから出射される。
【0077】
アクセス導波路１６－１に生じる共振モードの共振波長およびＦＳＲは、アクセス導波路１０－１に生じる共振モードの共振波長およびＦＳＲに一致する。アクセス導波路１６－２に生じる共振モードの共振波長およびＦＳＲは、アクセス導波路１０－２に生じる共振モードの共振波長およびＦＳＲに一致する。例えば、アクセス導波路１６－１を伝搬する光フィルタ２００－１の透過光、およびアクセス導波路１６－２を伝搬する光フィルタ２００－２の透過光のスペクトルを測定することで、光フィルタ２００－１および２００－２の特性をモニタすることができる。アクセス導波路１０－１を伝搬する反射光およびアクセス導波路１０－２を伝搬する反射光は、特性のモニタには使用せず、レーザ発振に使用する。
【0078】
第３実施形態によれば、利得部４０は、フィルタ素子３１０に突き合わせ接続され、光フィルタ２００－１のアクセス導波路１０－１および光フィルタ２００－２のアクセス導波路１０－２に光学的に結合する。アクセス導波路１０－１および１０－２を通じて、利得部４０から光フィルタ２００－１および２００－２に光を入射し、光フィルタ２００－１および２００－２から利得部４０に光を反射させる。光フィルタ２００－１および２００－２と反射鏡５９との間で光を反射させることで、レーザ発振が可能である。
【0079】
アクセス導波路１６－１を伝搬する光を用いて光フィルタ２００－１の特性をモニタし、アクセス導波路１６－２を伝搬する光を用いて光フィルタ２００－２の特性をモニタすることができる。アクセス導波路１６－１および１６－２には、利得部４０の出射光が伝搬せず、光フィルタの反射光および透過光が伝搬する。レーザ発振とは独立して、光フィルタ２００－１および２００－２の特性を直接的にモニタすることができる。光フィルタ２００－１および２００－２の特性を調整することで、波長可変レーザ素子３００の発振波長を正確に制御することができる。
【0080】
電極３５に電流を流し、第１アクセス導波路１０－１およびループ導波路を加熱することで、導波路の屈折率を変化させる。屈折率の変化により光路長も変化するため、光の位相を調整することができる。光フィルタ２００－１および２００－１の反射光の波長を調整することができる。電極３５に流れる電流と、屈折率との関係は線形であるため、屈折率を高い精度で制御することができる。
【0081】
例えば電極３５による加熱により、導波路コア３４が劣化することがある。こうした経時変化によって、光フィルタ２００－１および２００－２の特性が変化する。第３実施形態によれば、光フィルタ２００－１および２００－２の特性をモニタし、例えば共振波長のシフトといった特性の変化を検出することができる。特性の変化に対応して、電極３５に印加する電圧を調整するなどして共振波長を制御する。光フィルタ２００－１および２００－２の反射率がピークになる波長において、波長可変レーザ素子３００をレーザ発振することができる。発振波長を正確かつ安定して制御することが可能である。
【0082】
アクセス導波路１６－１には、端部１６ａおよび１６ｂのうち１つから光を入射すればよい。アクセス導波路１６－２には、端部１６ｃおよび１６ｄのうち１つから光を入射すればよい。電極３５は、例えばアクセス導波路１０－２に設けられてもよい。フィルタ素子３１０は、ＳＯＩ基板で形成され、Ｓｉの光導波路を有するものとしたが、Ｓｉ以外に例えば化合物半導体で形成されてもよい。
【0083】
＜第４実施形態＞
図１１は、第４実施形態に係る波長可変レーザ素子４００を例示する平面図である。第１実施形態から第３実施形態のいずれかと同一の構成については説明を省略する。波長可変レーザ素子４００においては、利得部４０、２つの光フィルタ２００－１および２００－２が、１つの基板４２にモノリシック集積されている。利得部４０は、図９Ｂと同じ構成を有する。基板４２のＸ軸方向の１つの端部を端部４２ａとし、もう１つの端部を端部４２ｂとする。
図１１は、第４実施形態に係る波長可変レーザ素子４００を例示する平面図である。第１実施形態から第３実施形態のいずれかと同一の構成については説明を省略する。波長可変レーザ素子４００においては、利得部４０、２つの光フィルタ２００－１および２００－２が、１つの基板４２にモノリシック集積されている。利得部４０は、図９Ｂと同じ構成を有する。基板４２のＸ軸方向の１つの端部を端部４２ａとし、もう１つの端部を端部４２ｂとする。
【0084】
図１１に示すように、Ｘ軸方向において、利得部４０の片側に光フィルタ２００－１が位置し、もう一方の側に光フィルタ２００－２が位置する。光フィルタ２００－１のアクセス導波路１０－１と光フィルタ２００－２のアクセス導波路１０－２とは、Ｘ軸方向において対向する。アクセス導波路１０－１の１つの端部は、利得部４０に光学的に結合する。アクセス導波路１０－１のもう１つの端部は、基板４２の端部４２ａには達しない。アクセス導波路１０－２の１つの端部１０ｅは、基板４２の端部４２ｂに位置し、波長可変レーザ素子４００の出射ポートとして機能する。アクセス導波路１０－２のもう１つの端部は利得部４０に光学的に結合する。
【0085】
光フィルタ２００－１のアクセス導波路１６－１の端部１６ａ、および光フィルタ２００－２のアクセス導波路１６－２の端部１６ｃは、基板４２の端部４２ａに位置する。アクセス導波路１６－１の端部１６ｂおよびアクセス導波路１６－２の端部１６ｄは、基板４２の端部４２ｂに位置する。光フィルタ２００－１のＦＳＲは、光フィルタ２００－２のＦＳＲとは異なる。
【0086】
図１２は、図１１の線Ｄ－Ｄに沿った断面図であり、光フィルタ２００－１のループ導波路のうち電極３５が設けられた部分の断面を図示している。図１２に示すように、基板４２の上面に、クラッド層５０、コア層５１、およびクラッド層５２がこの順に積層されている。クラッド層５０、コア層５１、およびクラッド層５２は、ハイメサ型の光導波路を形成する。コア層５１は、利得部４０の活性層４４と同じ高さに位置する。Ｙ軸方向におけるクラッド層５０、コア層５１、およびクラッド層５２の幅は、利得部４０のメサ４１の幅に等しく、例えば１．５μｍである。基板４２の上面からクラッド層５２の上面までの高さは、例えば３μｍである。
【0087】
絶縁膜３８は、基板４２の上面、クラッド層５０、コア層５１およびクラッド層５２の側面、およびクラッド層５２の上面を覆う。クラッド層５２の上であって絶縁膜３８の上面に電極３５が設けられている。基板４２のクラッド層５０とは反対側の裏面に電極３６が設けられている。
【0088】
クラッド層５０は、例えばｎ型ＩｎＰで形成されている。コア層５１は、例えばＩｎＧａＡｓＰで形成されている。クラッド層５２は、例えばｐ型ＩｎＰで形成されている。絶縁膜３８は、例えばＳｉＮで形成されている。電極３５は、ニクロムなどの金属で形成されている。光フィルタ２００－１および２００－２の光導波路のうち電極３５が設けられた部分は、図１２と同じ構成を有する。光導波路のうち電極３５が設けられていない部分は、図１２から電極３５を取り除いた構成を有する。
【0089】
電極３６および３７に電圧を印加し、利得部４０に電流を注入することで、利得部４０は光を出射する。図１１に矢印Ａ１７およびＡ１９で示すように、光は利得部４０のＸ軸方向の両端から出射され、アクセス導波路１０－１および１０－２を伝搬する。矢印Ａ１８およびＡ２０で示すように、光フィルタ２００－１および２００－２は、利得部４０側に向けて光を反射する。２つの光フィルタ２００－１および２００－２によって光が繰り返し反射されることで、波長可変レーザ素子４００がレーザ発振する。２つの光フィルタ２００－１および２００－２のバーニア効果によって、発振波長が定まる。矢印Ａ２１で示すように、レーザ光は、アクセス導波路１０－２の端部１０ｅから波長可変レーザ素子４００の外側に出射される。電極３５を用いて光フィルタ２００－１および２００－２における光の位相を調整することで、発振波長を変化させることができる。
【0090】
図１１に矢印Ａ２２で示すように、外部の光源から、端部１６ａを通じて光フィルタ２００－１のアクセス導波路１６－１に光を入射する。矢印Ａ２３で示すように、端部１６ｄを通じて光フィルタ２００－２のアクセス導波路１６－２に光を入射する。共振波長を有する光は、光フィルタ２００－１および２００－２で反射される。矢印Ａ２４およびＡ２５で示すように、反射光は端部１６ａまたは１６ｄから出射される。共振波長以外の波長を有する光は、光フィルタ２００－１および２００－２を透過する。矢印Ａ２６およびＡ２７で示すように、透過光は端部１６ｂまたは１６ｃから出射される。アクセス導波路１６－１および１６－２を伝搬する透過光または反射光を用いて、光フィルタ２００－１および２００－２の特性をモニタすることができる。
【0091】
第４実施形態によれば、利得部４０と、２つの光フィルタ２００－１および２００－２とが、モノリシック集積されている。利得部４０の出射光は、アクセス導波路１０－１および１０－２を伝搬し、光フィルタ２００－１および２００－２で反射される。光フィルタ２００－１および２００－２で光が反射されることで、波長可変レーザ素子４００はレーザ発振する。アクセス導波路１６－１を伝搬する光を用いて光フィルタ２００－１の特性をモニタし、アクセス導波路１６－２を伝搬する光を用いて光フィルタ２００－２の特性をモニタすることができる。レーザ発振とは独立して、光フィルタ２００－１および２００－２の特性をモニタすることで、発振波長を正確かつ安定して制御することが可能である。
【0092】
図１２に示すように、ハイメサ構造の光導波路をＳｉＮの絶縁膜３８で覆うことで、光の損失を抑制することができる。特に、ハイメサ構造のループ導波路を用いることで、光の損失を抑制することができる。
【0093】
＜第５実施形態＞
第５実施形態に係る波長可変レーザ素子の平面図は、図１１と同じである。第１実施形態から第４実施形態のいずれかと同一の構成については説明を省略する。第５実施形態では、利得部４０、光フィルタ２００－１、および光フィルタ２００－２は、第４実施形態の基板４２の代わりに、モノリシックに基板３０の上に集積されている。光フィルタ２００－１および２００－２の構成は、図３と同じである。光導波路のうち電極３５が設けられた部分は、図９Ａと同じ構成を有する。光導波路のうち電極３５が設けられていない部分は、図１Ｂと同じ構成を有する。
第５実施形態に係る波長可変レーザ素子の平面図は、図１１と同じである。第１実施形態から第４実施形態のいずれかと同一の構成については説明を省略する。第５実施形態では、利得部４０、光フィルタ２００－１、および光フィルタ２００－２は、第４実施形態の基板４２の代わりに、モノリシックに基板３０の上に集積されている。光フィルタ２００－１および２００－２の構成は、図３と同じである。光導波路のうち電極３５が設けられた部分は、図９Ａと同じ構成を有する。光導波路のうち電極３５が設けられていない部分は、図１Ｂと同じ構成を有する。
【0094】
光フィルタ２００－１のアクセス導波路１０－１と光フィルタ２００－２のアクセス導波路１０－２とは、１つの光導波路を形成する。光フィルタ２００－１と光フィルタ２００－２とに共有されるアクセス導波路を、アクセス導波路１０－１と記載することがある。アクセス導波路１０－１の上に利得部４０が設けられている。
【0095】
図１３は、図１１の線Ｅ－Ｅに沿った断面図であり、利得部４０およびアクセス導波路１０－１の断面を図示している。図１３に示すように、基板３０は、ＳＯＩ基板であり、基板３２、クラッド層３３（ボックス層）およびＳｉ層３９を有する。基板３２、クラッド層３３およびＳｉ層３９は、Ｚ軸方向にこの順に積層されている。Ｓｉ層３９の厚さは、例えば０．２２μｍである。Ｓｉ層３９に導波路コア３４が設けられている。導波路コア３４の幅は、例えば０．５μｍである。Ｓｉ層３９のうち、導波路コア３４のＹ軸方向の両側には凹部３９ａが設けられている。凹部３９ａの底面はＳｉ層３９で形成されている。凹部３９ａの外側には、導波路コア３４と同程度の厚さのＳｉ層３９が広がる。Ｓｉ層３９のクラッド層３３とは反対側の面に、利得部４０が接合されている。第５実施形態における波長可変レーザ素子は、ハイブリッド型のレーザ素子である。
【0096】
利得部４０は、クラッド層５３およびクラッド層５５、活性層５４、コンタクト層５６を有する。クラッド層５３は、基板３０のＳｉ層３９の上面に接合されている。クラッド層５３の上に、活性層５４、クラッド層５５およびコンタクト層５６がこの順に積層されている。活性層５４、クラッド層５５およびコンタクト層５６は、Ｚ軸方向に突出し、例えば高さ２μｍのメサ４１ａを形成する。クラッド層５３は、ＸＹ平面内のメサ４１ａの外側に広がる。利得部４０は、Ｚ軸方向において導波路コア３４、および凹部３９ａに重なる。利得部４０のクラッド層５３と基板３０のＳｉ層３９とは直接に接触してもよい。クラッド層５３とＳｉ層３９との間に絶縁膜が設けられてもよい。利得部４０は、アクセス導波路上に、アクセス導波路に沿ったテーパ部を有してもよい。
【0097】
絶縁膜３８は、基板３０の上面、クラッド層５３の上面およびメサ４１ａを覆う。絶縁膜３８は、コンタクト層５６の上に開口部を有し、クラッド層５３の上に開口部を有する。２つの電極５７は、メサ４１ａの両側に位置し、絶縁膜３８の開口部から露出するクラッド層５３の上面に設けられている。電極５８は、絶縁膜３８の開口部から露出するコンタクト層５６の上面に設けられている。
【0098】
クラッド層５３は、例えばｎ型のＩｎＰで形成されている。活性層５４は、例えばアルミニウムガリウムインジウム砒素（ＡｌＧａＩｎＡｓ）で形成され、多重量子井戸構造を有する。クラッド層５５は、例えばｐ型のＩｎＰで形成されている。コンタクト層５６は、例えばｐ型のＩｎＧａＡｓで形成されている。電極５７は、金、ゲルマニウムおよびニッケルの積層体（Ａｕ／Ｇｅ／Ｎｉ）などの金属で形成されている。電極５８は、チタン、白金、および金の積層体（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）などの金属で形成されている。
【0099】
第５実施形態によれば、利得部４０の出射光は、アクセス導波路１０－１および１０－２を伝搬し、光フィルタ２００－１および２００－２で反射される。波長可変レーザ素子４００はレーザ発振する。アクセス導波路１６－１を伝搬する光を用いて光フィルタ２００－１の特性をモニタし、アクセス導波路１６－２を伝搬する光を用いて光フィルタ２００－２の特性をモニタすることができる。レーザ発振とは独立して、光フィルタ２００－１および２００－２の特性をモニタすることで、発振波長を正確かつ安定して制御することが可能である。
【0100】
＜第６実施形態＞
図１４は、第６実施形態に係る波長可変レーザモジュール６００を例示する図である。波長可変レーザモジュール６００は、波長可変レーザ素子６１０、制御部６０、電源６１、および光源６２を備える。
図１４は、第６実施形態に係る波長可変レーザモジュール６００を例示する図である。波長可変レーザモジュール６００は、波長可変レーザ素子６１０、制御部６０、電源６１、および光源６２を備える。
【0101】
波長可変レーザ素子６１０は、第４実施形態または第５実施形態に係る波長可変レーザ素子と同じ構成を有し、かつ受光素子７５および７６を備える。光フィルタ２００－１および２００－２、利得部４０、受光素子７５および７６は、基板４２または基板３０にモノリシック集積されている。受光素子７５は、光フィルタ２００－１のアクセス導波路１６－１の途中に設けられ、アクセス導波路１６－１と光学的に結合する。受光素子７６は、光フィルタ２００－２のアクセス導波路１６－２の途中に設けられ、アクセス導波路１６－２と光学的に結合する。受光素子７５および７６は、波長可変レーザ素子６１０の外部に設けられてもよい。
【0102】
光源６２は、例えば波長可変レーザ素子である。図１４中の点線は、光源６２の出射光の経路である。レンズ６３、アイソレータ６４、ビームスプリッタ６５、ハーフミラー６６、およびミラー６７は、Ｙ軸方向に沿って光源６２に近い側からこの順に配置される。レンズ６３は光源６２の光の出射口に対向する。
【0103】
受光素子６８は、Ｘ軸方向においてビームスプリッタ６５に対向する。受光素子６８、７５および７６は、それぞれフォトダイオードを備える。各フォトダイオードは、入射される光の強度の応じた電気信号（電流）を出力する。
【0104】
ミラー６９は、Ｘ軸方向においてハーフミラー６６に対向する。ミラー７０は、Ｙ軸方向においてハーフミラー６９に対向し、かつＸ軸方向においてレンズ７１、およびアクセス導波路１６－１の端部１６ａに対向する。ミラー７０、レンズ７１、端部１６ａは、この順に並ぶ。
【0105】
ミラー７２は、Ｘ軸方向においてミラー６７に対向する。ミラー７３は、Ｙ軸方向においてハーフミラー７２に対向し、かつＸ軸方向においてレンズ７４、およびアクセス導波路１６－２の端部１６ｄに対向する。端部１６ｄ、レンズ７４、およびミラー７３は、この順に並ぶ。
【0106】
光源６２の出射光は、レンズ６３、アイソレータ６４、ビームスプリッタ６５、ハーフミラー６６、およびミラー６７に順に入射する。ビームスプリッタ６５は、光の一部を受光素子６８に向けて反射させる。受光素子６８は、光の強度の応じた電流を出力する。
【0107】
ハーフミラー６６は、光の一部をミラー６９に向けて反射させる。光は、ミラー６９および７０で反射され、レンズ７１を透過し、端部１６ａからアクセス導波路１６－１に入射する。受光素子７５は、光フィルタ２００－１の透過光の強度に応じた電流を出力する。
【0108】
ビームスプリッタ６５およびハーフミラー６６を透過する光は、ミラー６７、７２および７３で反射され、レンズ７４を透過し、端部１６ｄを通じてアクセス導波路１６－２に入射する。受光素子７６は、光フィルタ２００－２の透過光の強度に応じた電流を出力する。
【0109】
制御部６０は、コンピュータなどを備える制御装置である。制御部６０は、電源６１、光源６２、受光素子６８、７５および７６と電気的に接続されている。制御部６０は、光源制御部８０、レーザ素子制御部８１、位相制御部８２、および記憶制御部８３として機能する。
【0110】
光源制御部８０は、光源６２の光のオン・オフを切り替え、かつ光の波長を制御する。位相制御部８２は、電源６１から波長可変レーザ素子６１０の電極３５に印加する電圧を制御することで、波長可変レーザ素子６１０を伝搬する光の位相および波長を制御する。レーザ素子制御部８１は、電源６１から波長可変レーザ素子６１０の利得部４０に印加する電圧を制御する。記憶制御部８３は、記憶装置８６を制御し、データの書き込みおよび読み出しなどを行う。
【0111】
図１５は、制御部６０のハードウェア構成を示すブロック図である。図１５に示すように、制御部６０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央演算処理装置）８４、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）８５、記憶装置８６、インターフェース８７を備える。ＣＰＵ８４、ＲＡＭ８５、記憶装置８６およびインターフェース８７は互いにバスなどで接続されている。ＲＡＭ８５は、プログラムおよびデータなどを一時的に記憶する揮発性メモリである。記憶装置８６は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリなどのソリッド・ステート・ドライブ（ＳＳＤ：Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）などである。記憶装置８６は、後述のデータテーブル、図１６Ａ、図１６Ｂおよび図１８で示す処理のプログラムなどを記憶する。
【0112】
ＣＰＵ８０がＲＡＭ８６に記憶されるプログラムを実行することにより、制御部６０に図１４の光源制御部８０、レーザ素子制御部８１、位相制御部８２、および記憶制御部８３などが実現される。制御部６０の各部は、回路などのハードウェアでもよい。
【0113】
【0114】
図１６Ａに示すように、レーザ素子制御部８１は電源６１を用いて波長可変レーザ素子６１０の利得部４０に電流を注入し、利得部４０から光を出射させる（ステップＳ１０）。アクセス導波路１０－２の端部１０ｅから出射される光の波長を不図示の波長計で測定する。位相制御部８２は、電源６１を用いて電極３５に電圧を印加する。電極３５に電流が流れることで、波長可変レーザ素子６１０を伝搬する光の波長が変化する。位相制御部８２は、光の波長を取得し、波長が所望の大きさになるように、電圧を制御する。複数の波長について、上記の動作を繰り返す。記憶制御部８３は、波長と電圧との関係を記憶装置８６に記憶させる（ステップＳ１１）。表１は、波長と電圧との関係の例である。記憶装置８６は、表１のようなテーブルを記憶する。
【表1】
【0115】
光源制御部８０は、光源６２から光を出射させる（ステップＳ１２）。光の波長をλｍ１、λｍ２、およびλｍ３などとする。これらの波長は、例えば表１に記載された波長の近傍の波長であり、波長の変化に対して透過率が急激に変化する範囲の波長であることが好ましい。光源６２の出射光は、受光素子６８、波長可変レーザ素子６１０のアクセス導波路１６－１および１６－２に入射する。光フィルタ２００－１の透過光は受光素子７５に入射する。光フィルタ２００－２の透過光は受光素子７６に入射する。受光素子６８は、光源６２からの出射直後の光強度に応じた電流Ｉ０を出力する。受光素子７５は、光フィルタ２００－１の透過光の強度に応じた電流Ｉ１を出力する。受光素子７５は、光フィルタ２００－２の透過光の強度に応じた電流Ｉ２を出力する。
【0116】
位相制御部８２は、表１の各波長に対応する電圧を電極３５に印加する。記憶制御部８３は、波長ごとに電流Ｉ０、Ｉ１およびＩ２の値を取得し、光フィルタ２００－１の透過率Ｉ１／Ｉ０、および光フィルタ２００－２の透過率Ｉ２／Ｉ０を算出する。記憶制御部８３は、波長ごとの透過率を記憶装置８６に記憶させる（ステップＳ１３）。表２は、波長ごとの透過率の例である。以上で図１６Ａの処理は終了する。
【表2】
【0117】
図１７は、透過率のスペクトルを例示する図である。横軸は波長を表す。縦軸は光フィルタの透過率を表す。経時変化などで、透過率が実線から破線にシフトすることがある。図１７の実線の例では、波長λ１において透過率が極小になる。波長λｍ１において、透過率はＩ１ａ／Ｉ０ａである。破線の例では、波長λｐ１において透過率が極小になる。波長λｎ１において、透過率はＩ１ａ／Ｉ０ａである。透過率のシフトによって、波長に対応する透過率の値は変わるが、スペクトルの形状は変わらない。実線の例では、透過率が極小になる波長λ１と透過率がＩ１ａ／Ｉ０ａになる波長λｍ１との間隔は、Δλ１である。破線の例でも、透過率が極小になる波長λｐ１と透過率がＩ１ａ／Ｉ０ａになる波長λｎ１との間隔も、Δλ１である。
【0118】
図１６Ｂの処理は、例えば波長可変レーザ素子６１０を動作させる際に行われる。透過率が図１７の実線の状態で図１６Ａの処理が行われ、その後に透過率は経時的に図１７の破線にΔλ２の波長分だけシフトしたものとする。
【0119】
図１６Ｂに示すように、位相制御部８２は、表１に示す波長と電圧との関係に基づいて、電極３５に印加する電圧を定め、電極３５に印加する（ステップＳ１４）。光源制御部８０は、光源６２から光を出射させる（ステップＳ１５）。位相制御部８２は、透過率Ｉ１／Ｉ０およびＩ２／Ｉ０を取得し、透過率に基づいて電圧を定める（ステップＳ１６）。透過率が、表２に示すＩ１ａ／Ｉ０ａになるように、位相制御部８２は電極３５に印加する電圧を制御する。
【0120】
透過率のスペクトルは、図１７の実線から破線へとシフトしている。透過率Ｉ１ａ／Ｉ０ａに対応する波長はλｎ１である。波長λｍ１と波長λｎ１との間隔をΔλ２とする。λｎ１とλｍ１との間隔Δλ２に対応する分だけ、電極３５への印加電圧を変化させる（ステップＳ１７）。波長λｎ１からΔλ２離れた波長λｍ１に共振波長が調整され、透過率が波長λ１で極小値になる。透過率が極小になるように、光フィルタ２００－１の特性が調整される。光フィルタ２００－２についても同様の処理によって調整される。この処理により、図１７に示すように、光フィルタ２００－１および２００－２の透過率が極小になり、反射率は極大になる。波長可変レーザ素子６１０の発振波長をλ１に正確かつ安定して調整することができる。
【0121】
第６実施形態によれば、受光素子７５は、光フィルタ２００－１のアクセス導波路１６－１の透過光の強度を測定する。受光素子７６は、光フィルタ２００－２のアクセス導波路１６－２の透過光の強度を測定する。光フィルタ２００－１の光の透過率、および光フィルタ２００－２の光の透過率に基づいて、電極３５に印加する電圧を調整し、光の波長を制御する。波長を例えば光フィルタ２００－１および２００－２の共振波長であるλ１に制御する。透過率がピークになる波長において、波長可変レーザ素子６１０をレーザ発振することができる。言い換えれば、透過光の強度に基づいて、発振波長を制御することができる。
【0122】
図１６Ａおよび図１６Ｂの例では、２つの光フィルタ２００－１および２００－２両方の特性を制御する。光フィルタ２００－１および２００－２の特性を独立に制御してもよい。波長可変レーザ素子６１０は、図８に示した構成を有してもよい。
【0123】
（変形例）
図１８Ａは、透過率のスペクトルを例示する図である。図１８Ａの実線は、波長可変レーザ素子６１０の製造直後の光フィルタのスペクトルである。実線および破線の例はいずれも、波長λ１で極小値を有する。破線は、経時変化後のスペクトルであり、実線に比べて透過率が変化している。透過率を製造直後の図１６Ａの処理で得られた値（例えばＩ１ａ／Ｉ０ａ）に定めても、波長が所望の値λ１にならないことがある。
図１８Ａは、透過率のスペクトルを例示する図である。図１８Ａの実線は、波長可変レーザ素子６１０の製造直後の光フィルタのスペクトルである。実線および破線の例はいずれも、波長λ１で極小値を有する。破線は、経時変化後のスペクトルであり、実線に比べて透過率が変化している。透過率を製造直後の図１６Ａの処理で得られた値（例えばＩ１ａ／Ｉ０ａ）に定めても、波長が所望の値λ１にならないことがある。
【0124】
【0125】
位相制御部８２は、表１に示す波長と電圧との関係に基づいて、電極３５に印加する電圧を定め、例えば波長λ１に対応する電圧Ｖ１を電極３５に印加する（ステップＳ１４）。光源制御部８０は、光源６２から光を出射させ、図１８Ｂに示すように光の波長を例えばλａからλｂまでの範囲で変化させる（波長ディザリング、ステップＳ１５ａ）。波長λａは波長λ１より小さい。波長λｂは波長λ１より大きい。光源制御部８０は、透過率Ｉ１／Ｉ０およびＩ２／Ｉ０を取得し、透過率に基づいて光源６２の出射光の波長を定める（ステップＳ１７）。すなわち、透過率が極小値になるように、光源制御部８０は、光源６２に印加する電圧を制御する。以上で処理は終了する。この処理により、図１８Ａに示すように透過率が極小になり、反射率は極大になる波長λ１において、波長可変レーザ素子６１０をレーザ発振することができる。
【0126】
変形例によれば、光源６２の出射光の波長を変化させ、透過率が最小になる波長を発見する。共振波長がシフトした場合でも、透過率の大きさが変化した場合でも、光フィルタ２００－１および２００－２の特性を調整し、発振波長を制御することが可能である。
【0127】
＜第７実施形態＞
第７実施形態においては、合分波器として方向性結合器を用いることで、光フィルタにおけるクロストークの波長依存性を抑え、クロストークを低く抑制する。図１９は、第７実施形態に係る光フィルタ７００を例示する平面図である。第１実施形態から第６実施形態と同じ構成については説明を省略する。
第７実施形態においては、合分波器として方向性結合器を用いることで、光フィルタにおけるクロストークの波長依存性を抑え、クロストークを低く抑制する。図１９は、第７実施形態に係る光フィルタ７００を例示する平面図である。第１実施形態から第６実施形態と同じ構成については説明を省略する。
【0128】
ＸＹ平面内において、光フィルタ７００は点Ｐについて点対称である。ループミラー２０および合分波器２４は、基板３０の１つの頂点に向けて延伸する。ループミラー２５および合分波器２８は、基板３０の当該頂点に対角線方向で対向する頂点に向けて延伸する。
【0129】
ループ導波路２２および２６は、例えば円弧状である。ループ導波路２２および２６の曲率半径Ｒ１は、例えば１５μｍである。ループ導波路と合分波器との接続部分の曲率半径Ｒ２は、例えば１３．６７５μｍである。アクセス導波路１０および１６の屈曲する部分の曲率半径Ｒ３は、例えば１５μｍである。アクセス導波路１０と導波路１２とが並行する部分の長さ、およびアクセス導波路１６と導波路１４とが並行する部分の長さ（長さＬ１）は、例えば２μｍである。
【0130】
図１９の点線は合分波器２４および２８と他の構成との境界を示す仮想の線分である。図１９に示すように、合分波器２４および合分波器２８は、それぞれ結合度が３ｄＢの方向性結合器である。合分波器２４は図１９中で下に凸である。合分波器２８は上に凸である。
【0131】
合分波器２４は２つの導波路１９および２１を有する。導波路１９は、ループ導波路２２と導波路１２とに接続されている。導波路２１は、ループ導波路２２と導波路１４とに接続されている。合分波器２８は２つの導波路２７および２９を有する。導波路２７は、ループ導波路２６と導波路１２とに接続されている。導波路２９は、ループ導波路２６と導波路１４とに接続されている。
【0132】
図２０Ａは、合分波器２８を拡大した図である。導波路２７のうち、導波路１２に近い側（図２０Ａでは左側）を領域２７ａとし、ループ導波路２６に近い側（図２０Ａでは右側）を領域２７ｂとし、中央部を領域２７ｃとする。導波路２９は、導波路２７と同様に領域２９ａ、２９ｂおよび２９ｃを有する。導波路２７および２９の幅は、例えば０．４μｍである。すべての領域において幅は一定である。
【0133】
領域２７ｃおよび２９ｃは、円弧など曲線の形状を有する。図２０Ａ中の点線は領域２７ｃと領域２９ｃとの中点を表す。点線の曲率半径は、例えば３０．５μｍである。点線の長さ（円弧長）Ｌ２は、例えば数μｍ、数十μｍである。
【0134】
領域２７ａ、２７ｃ、２９ａおよび２９ｃは、領域２７ｃおよび２９ｃとは異なる形状を有し、ベンド型の導波路である。一例としては、領域２７ａ、２７ｃ、２９ａおよび２９ｃはＳ字状に屈曲したＳベンドである。
【0135】
導波路２７は、領域２７ａおよび２７ｃにおいて導波路２９から遠ざかるように設けられている。中央部（領域２７ｃおよび２９ｃ）における導波路２７と導波路２９との間の距離（ギャップｇ３）は例えば０．２５μｍである。Ｓベンド（領域２７ａ、２９ａ、２７ｂおよび２９ｃ）における導波路２７と導波路２９との間の距離（ギャップｇ４）は、ギャップｇ３より大きい。中央部から離れるほどギャップｇ４は大きくなり、例えばギャップｇ３の２倍（０．５μｍ）以上になる。合分波器２４の導波路１９は、導波路２９と同じ形状を有する。合分波器２４の導波路２１は、導波路２７と同じ形状を有する。
【0136】
図２０Ｂは、領域２７ｂを拡大した図である。領域２７ｂのうち左半分を領域２７ｂ１とし、右半分を領域２７ｂ２とする。領域２７ｂ１の形状と領域２７ｂ２の形状とは点対称であり、例えば円弧である。領域２７ｂ１の長さは、領域２７ｂ２の長さと等しい。領域２７ｂ１の曲率半径、および領域２７ｂ２の曲率半径は、例えば１５μｍである。領域２７ｂ１と領域２７ｂ２の中心間の距離Ｌ３は、例えば１μｍである。領域２７ｂ１の形状と領域２７ｂ２の形状とは異なってもよい。言い換えれば、合分波器の１つの導波路は左右対称でもよいし、非対称でもよい。
【0137】
図２１Ａおよび図２１Ｂは光フィルタ７００を例示する模式図であり、アクセス導波路から光を入射する例である。電磁場が分布する部分を網掛けで図示している。図２１Ａではアクセス導波路１０の左端（端部１０ａ）から光を入射する。共振器１１の共振モードが励振される。反射光Ｒがアクセス導波路１０の端部１０ａに向けて反射される。透過光Ｔはアクセス導波路１０の端部１０ｂに向けて伝搬する。
【0138】
理想的には、ループ導波路を左回りに伝搬して導波路１２に入射する光と、ループ導波路を右回りに伝搬して導波路１２に入射する光とは、互いに同位相であり、重ね合わせられる。一方、ループ導波路を左回りに伝搬して導波路１４に入射する光と、ループ導波路を右回りに伝搬して導波路１４に入射する光とは、互いに逆位相であり、打ち消しあう。すなわち、共振器１１の共振モードは、導波路１２およびアクセス導波路１０を伝搬するが、導波路１４およびアクセス導波路１６には伝搬しない。しかし、光が導波路１４およびアクセス導波路１６に漏洩することがある。導波路１４にリークしてアクセス導波路１６の端部１６ａに向けて伝搬する光をクロストークＸＴ１とする。導波路１４にリークしてアクセス導波路１６の端部１６ｂに向けて伝搬する光をクロストークＸＴ２とする。
【0139】
図２１Ｂではアクセス導波路１６の右端（端部１６ｂ）から光を入射する。共振器１３の共振モードが励振される。反射光Ｒがアクセス導波路１６の端部１６ａに向けて反射される。透過光Ｔはアクセス導波路１６の端部１６ｂに向けて伝搬する。光が導波路１２およびアクセス導波路１０に漏洩することがある。アクセス導波路１０の端部１０ｂに向けて伝搬する光をクロストークＸＴ１とする。アクセス導波路１０の端部１０ａに向けて伝搬する光をクロストークＸＴ２とする。
【0140】
第２実施形態などで説明したように、アクセス導波路１０および１６のうち一方から共振モードの光を取り出し、もう一方を伝搬する光を用いて、光フィルタ７００の特性をモニタする。２つのアクセス導波路間でクロストークを低く抑制することが重要である。クロストークは、合分波器における光の分配の不均衡に起因して発生する。
【0141】
図２２Ａおよび図２２Ｂは、合分波器の特性を例示する図である。図２２Ａおよび図２２Ｂは、合分波器の２つの導波路のうち１つに光を入射したときの、当該１つの導波路への光の透過率Ｔｂａｒ、もう１つの導波路への光の透過率Ｔｃｒｏｓｓ、および分配比をシミュレーションした結果である。横軸は光の波長を表しており、波長の範囲は１５３０ｎｍから１５７０ｎｍである。左の縦軸は各導波路への光の透過率を表す。右の縦軸は、２つの導波路間の光の不均衡を表す。図中の実線はＴｂａｒを表す。点線はＴｃｒｏｓｓを表す。破線は不均衡を表す。
【0142】
不均衡とは、分配比の常用対数（１０×ｌｏｇ１０（Ｔｂａｒ／Ｔｃｒｏｓｓ））の絶対値である。２つの導波路に光が同じ比率で分配される（Ｔｂａｒ＝Ｔｃｒｏｓｓ）ならば、不均衡は０になる。ＴｂａｒおよびＴｃｒｏｓｓのうち１つがもう１つよりも大きいと、不均衡が増加する。導波路コアの屈折率は２．７６とし、クラッド層の屈折率は１．４４としている。アクセス導波路１０と導波路１２とのギャップｇ１、およびアクセス導波路１６と導波路１４とのギャップｇ２は２００ｎｍである（図３参照）。
【0143】
図２２Ａは、２つの直線状の導波路が方向性結合器として機能する例である。図２０Ａの点線の曲率半径を無限大とすることで、直線の導波路を想定したシミュレーションを行う。導波路の長さは３．８８μｍである。図２２Ａに示すように、波長が１５４７．５ｎｍにおいてＴｂａｒ＝Ｔｃｒｏｓｓ＝５０％である。波長が１５４７．５ｎｍにおいて、不均衡は０になる。波長が短いほどＴｃｒｏｓｓは小さくなり、Ｔｂａｒは大きくなる。波長が長いほどＴｂａｒは小さくなり、Ｔｃｒｏｓｓは大きくなる。波長が１５４７．５ｎｍから離れるほど不均衡が増加し、１５４５ｎｍ以下、および１５５０ｎｍ以上の波長帯域で０．１ｄＢを越える。
【0144】
図２２Ａに示すように、１５４７．５ｎｍより短波長の帯域では、Ｔｂａｒが高く、Ｔｃｒｏｓｓが低い。そのような波長帯域では、例えばアクセス導波路１０から光を入射したとき、ループ導波路２６を左回りに伝搬する光（Ｔｂａｒに対応する）が強く、ループ導波路２６を右回りに伝搬する光（Ｔｃｒｏｓｓに対応する）は弱い。したがって、これらの光が打ち消しあわず、導波路１４にも伝搬し、アクセス導波路１６に遷移することになる。ループ導波路２２を伝搬する光も打ち消しあわない。１５４７．５ｎｍより長波長の帯域では、Ｔｂａｒが低く、Ｔｃｒｏｓｓが高い。ループ導波路２６を右回りに伝搬する光が強く、ループ導波路２６を左回りに伝搬する光は弱い。このため光が打ち消しあわず、導波路１４に伝搬する。アクセス導波路１６から光を入射すると、光が導波路１２にも伝搬し、アクセス導波路１０に漏洩する。
【0145】
図２２Ｂは、図２０Ａの合分波器２８のように、２つの導波路が両端にベンドを有する例である。図２０Ａにおける点線の曲率半径を３０．５μｍとし、長さＬ２を１０．８μｍとしている。ギャップｇ１およびｇ２は、２００ｎｍである。図２１Ｂの例では、１５３０ｎｍから１５７０ｎｍの波長帯域において、ＴｂａｒおよびＴｃｒｏｓｓは５０％±１％の範囲内である。導波路間の不均衡は、上記の波長帯域にわたって０．１ｄＢ以下である。
【0146】
例えばアクセス導波路１０から光を入射したとき、ループ導波路２６を左回りに伝搬する光の強度は、ループ導波路２６を右回りに伝搬する光の強度と同程度である。したがって、これらの光が打ち消しあい、導波路１４に伝搬しにくい。ループ導波路２２を伝搬する２つの光も打ち消しあい、導波路１４に伝搬しにくい。導波路１４からアクセス導波路１６に遷移する光も抑制される。アクセス導波路１６から光を入射したとき、光は導波路１２に伝搬しにくく、アクセス導波路１０にも光が漏洩しにくい。
【0147】
図２３Ａから図２４Ｂは、光フィルタの周波数特性を例示する図である。横軸は光の波長を表す。縦軸は光の強度を表す。図中の実線は透過光Ｔの強度を表す。点線は反射光Ｒの強度を表す。破線はクロストークＸＴ１の強度を表す。一点鎖線はクロストークＸＴ２の強度を表す。
【0148】
図２３Ａおよび図２３Ｂは、合分波器が２つの直線状の導波路で形成された例であり、図２２Ａの例に対応する。図２３Ａにおいては、アクセス導波路１０から光を入射する。図２３Ｂにおいては、アクセス導波路１６から光を入射する。
【0149】
図２３Ａおよび図２３Ｂに示すように、共振周波数（および共振波長）で透過強度は極小になり、反射強度は極大になる。共振周波数でクロストークＸＴ１およびＸＴ２は極大になる。波長がおよそ１５４５ｎｍから１５５３ｎｍの範囲では、クロストークＸＴ１およびＸＴ２は－３０ｄＢ以下である。しかし、波長が１５４５ｎｍ未満または１５５３ｎｍを上回る場合、クロストークＸＴ１およびＸＴ２が－３０ｄＢ以上になる。
【0150】
図２２Ａに示すように合分波器において光が不均衡に分配される。アクセス導波路１０から光を入射すると、アクセス導波路１６にも光が伝搬する。アクセス導波路１６から光を入射すると、アクセス導波路１０にも光が伝搬する。図２３Ａおよび図２３ＢのようにクロストークＸＴ１およびＸＴ２が増加する。
【0151】
図２４Ａおよび図２４Ｂは、合分波器が図２０Ａに示すようにベンドを有する例であり、図２２Ｂの例に対応する。図２４Ａにおいては、アクセス導波路１０から光を入射する。図２４Ｂにおいては、アクセス導波路１６から光を入射する。図２４Ａおよび図２４Ｂに示すように、１５３０ｎｍから１５７０ｎｍの帯域にわたって、クロストークＸＴ１およびＸＴ２が－３０ｄＢ以下に抑制される。
【0152】
図２２Ｂに示すように合分波器において光が均等に近い比率で分配される。アクセス導波路１０から光を入射すると、アクセス導波路１６に光が伝搬しにくい。アクセス導波路１６から光を入射すると、アクセス導波路１０に光が伝搬しにくい。図２４Ａおよび図２４Ｂのように、クロストークの波長依存性を抑え、広い波長帯域においてクロストークを低く抑制することができる。
【0153】
第７実施形態によれば、合分波器２４は、２つの導波路１９および導波路２１を有する方向性結合器である。合分波器２８は、２つの導波路２７および導波路２１を有する方向性結合器である。合分波器２４および２８のそれぞれにおいて、導波路間の距離が変化する。図２０Ａに示すように、合分波器２８の両端の領域２９ａおよび２９ｂにおけるギャップｇ４は、合分波器２８の中央の領域２９ｃにおけるギャップｇ３より大きい。合分波器２４においても、両端の領域におけるギャップが、中央部のギャップより大きい。
【0154】
導波路１９および導波路２１がカーブする形状を有する場合に、合分波器２４の導波路１９を伝搬する光と、導波路２１を伝搬する光との間に位相不整合が生じる。導波路１９および導波路２１がカーブする形状を有する場合に、合分波器２８の導波路２７を伝搬する光と、導波路２９を伝搬する光との間に位相不整合が生じる。図２２Ｂに示すように、１５３０ｎｍから１５７０ｎｍの波長帯域にわたって、合分波器からループ導波路への光の透過率ＴｂａｒおよびＴｃｒｏｓｓが５０％付近である。光の分配の波長依存性が改善する。ループ導波路を一周した光が打ち消しあうため、クロストークが低く抑制される。より詳細には、図２４Ａおよび図２４Ｂに示すように、クロストークの波長依存性を低減し、広い波長帯域にわたってクロストークを低く抑制することができる。広帯域で２つの共振モードを独立に発生させることができ、例えばレーザ光の発振と特性のモニタとを同時に行うことができる。
【0155】
図２０Ａに示すように、合分波器２８は、中央部に円弧状の領域２７ｃおよび２９ｃを有する。合分波器２８は、１つの端部に領域２７ａおよび２９ａを有し、反対の端部に領域２７ｂおよび２９ｂを有する。領域２７ａ、２７ｃ、２９ａおよび２９ｃはＳベンドである。合分波器２４は、合分波器２８と同様に円弧状の領域とＳベンドとを有する。中央の領域における２つの導波路間のギャップｇ３に比べて、Ｓベンドにおけるギャップｇ４は大きい。広い波長帯域にわたって光を等分配することができる。クロストークを低く抑制することが可能である。
【0156】
図２０Ａに示すように、合分波器の中央部における２つの導波路間のギャップｇ３に比べ、両端のベンドのそれぞれにおけるギャップｇ４が大きい。ギャップｇ４は、中央部から離れるほど大きくなり、ギャップｇ３の２倍以上、３倍以上などでもよい。
【0157】
合分波器の形状は図２０Ａの例に限定されない。中央の領域は円弧でもよいし、円弧以外の曲線でもよい。Ｓベンドは、２つの円弧を接続したような形状である。Ｓベンドは、例えばサインカーブでもよい。合分波器の両端の領域はＳベンドでもよいし、Ｓベンド以外のベンドでもよい。合分波器の導波路は、異なる形状のベンドを有してもよい。例えば合分波器２８の導波路２７において、領域２７ａと領域２７ｂとは互いに異なる形状でもよい。
【0158】
図１９に示す点Ｐに関して光フィルタ７００は点対称である。合分波器２４は下に凸であり、合分波器２８は上に凸である。導波路１２から合分波器２４に入力する光は、合分波器２４の外周側で膨らむ導波路１９を経由して伝搬する。導波路１２から合分波器２８に入力する光は、合分波器２８の内周側に向かって膨らむ導波路２７を経由して伝搬する。導波路１４から合分波器２４に入力する光は、合分波器２４の導波路２１の内周側を伝搬する。導波路１４から合分波器２８に入力する光は、合分波器２８の導波路２９の外周側を伝搬する。ループミラー２０および２５をめぐり導波路１２に戻る光の位相変化量と、ループミラー２０および２５をめぐり導波路１４に戻る光の位相変化量とが一致する。共振器１１の共振波長と共振器１３の共振波長とが一致する。共振器１１のＦＳＲと共振器１３のＦＳＲとが一致する。
【0159】
アクセス導波路１０と導波路１２との間のギャップ（図３の距離ｇ１に対応）、アクセス導波路１６と導波路１４との間のギャップ（図３の距離ｇ２に対応）を調整することで、共振器のフィネスを制御することができる。アクセス導波路１０と導波路１２とが並行する部分の長さ、およびアクセス導波路１６と導波路１４とが並行する部分の長さＬ１を調整することによっても、フィネスを制御することができる。
【0160】
図２２Ｂに示すように、Ｃバンド（波長１５３０ｎｍから１５６５ｎｍ）全域を含む帯域において光を等分配に近づけ、図２４Ａおよび図２４Ｂに示すようにクロストークを低く抑制する。導波路の長さなどを変えることで、他の波長帯域において特性を改善することもできる。光フィルタ７００の導波路は、図１ＢのようにＳｉの導波路コアを有する光導波路でもよいし、図１２のようにＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体で形成されたハイメサ構造の光導波路でもよい。導波路に位相調整用の電極を設けてもよい。光フィルタ７００を波長可変レーザ素子に組み込んでもよい。
【0161】
以上、本開示の実施形態について詳述したが、本開示は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【0162】
＜付記１＞
前記第１導波路、前記第２導波路、前記第１ループ導波路、前記第２ループ導波路、前記第１アクセス導波路、および前記第２アクセス導波路は、シリコンで形成されてもよい。光の損失を抑制することができる。
前記第１導波路、前記第２導波路、前記第１ループ導波路、前記第２ループ導波路、前記第１アクセス導波路、および前記第２アクセス導波路は、シリコンで形成されてもよい。光の損失を抑制することができる。
【0163】
＜付記２＞
第１クラッド層、コア層、および第２クラッド層を具備し、前記第１クラッド層、前記コア層、および前記第２クラッド層は、ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体で形成され、前記第１クラッド層、前記コア層、および前記第２クラッド層がこの順に積層されることでメサを形成し、前記第１導波路、前記第２導波路、前記第１ループ導波路、前記第２ループ導波路、前記第１アクセス導波路、および前記第２アクセス導波路は、前記メサを含んでもよい。光の損失を抑制することができる。
＜付記３＞
前記位相調整部は、電気信号が入力されることで発熱するヒータでもよい。屈折率の変化によって光の位相を調整し、光の波長を変化させることができる。
第１クラッド層、コア層、および第２クラッド層を具備し、前記第１クラッド層、前記コア層、および前記第２クラッド層は、ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体で形成され、前記第１クラッド層、前記コア層、および前記第２クラッド層がこの順に積層されることでメサを形成し、前記第１導波路、前記第２導波路、前記第１ループ導波路、前記第２ループ導波路、前記第１アクセス導波路、および前記第２アクセス導波路は、前記メサを含んでもよい。光の損失を抑制することができる。
＜付記３＞
前記位相調整部は、電気信号が入力されることで発熱するヒータでもよい。屈折率の変化によって光の位相を調整し、光の波長を変化させることができる。
【0164】
＜付記４＞
波長可変レーザモジュールの制御プログラムであって、コンピュータに、光源から波長可変レーザ素子の第２アクセス導波路に光を入射させる処理と、前記第２アクセス導波路を透過する光の強度に基づき、前記第２アクセス導波路を伝搬する光の波長を制御する処理と、を実行させる波長可変レーザモジュールの制御プログラムである。利得部の出射光は、第１アクセス導波路を伝搬し、光フィルタで反射される。２つの光フィルタのバーニア効果によって、波長可変レーザ素子がレーザ発振する。第２アクセス導波路を伝搬する光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
波長可変レーザモジュールの制御プログラムであって、コンピュータに、光源から波長可変レーザ素子の第２アクセス導波路に光を入射させる処理と、前記第２アクセス導波路を透過する光の強度に基づき、前記第２アクセス導波路を伝搬する光の波長を制御する処理と、を実行させる波長可変レーザモジュールの制御プログラムである。利得部の出射光は、第１アクセス導波路を伝搬し、光フィルタで反射される。２つの光フィルタのバーニア効果によって、波長可変レーザ素子がレーザ発振する。第２アクセス導波路を伝搬する光を用いて、光フィルタの特性をモニタすることができる。
【符号の説明】
【0165】
１０、１０－１、１０－２、１６、１６－１、１６－２ アクセス導波路
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ 端部
１１、１３ 共振器
１２、１４、１５、１９、２１、２９ 導波路
２０、２５ ループミラー
２２、２６ ループ導波路
１７、２４、２８ 合分波器
２７ａ、２７ｂ、２７ｂ１、２７ｂ２、２７ｃ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ 領域
２４ａ、２４ｂ、２８ａ、２８ｂ 入力端
２４ｃ、２４ｄ、２８ｃ、２８ｄ 出力端
３０、３２、４２ 基板
３３、４３、４５、４６、５０、５２、５３、５５ クラッド層
３４ 導波路コア
３５、３６、３７、５７、５８ 電極
３８ 絶縁膜
３９ａ 凹部
４０ 利得部
４１、４１ａ メサ
４４、５４ 活性層
４８ 埋込層
４９ 電流ブロック層
４７、５６ コンタクト層
５１ コア層
５９ 反射鏡
６０ 制御部
６２ 光源
６３、７１、７４ レンズ
６４ アイソレータ
６５ ビームスプリッタ
６６ ハーフミラー
６７、６９、７０、７２、７３ ミラー
６８、７５、７６ 受光素子
８０ 光源制御部
８１ レーザ素子制御部
８２ 位相制御部
８３ 記憶制御部
８４ ＣＰＵ
８５ ＲＡＭ
８６ 記憶装置
８７ インターフェース
１００、２００、２００ａ、２００ｂ、２００－１、２００－２、７００ 光フィルタ
３００、４００、６１０ 波長可変レーザ素子
３１０ フィルタ素子
６００ 波長可変レーザモジュール
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ 端部
１１、１３ 共振器
１２、１４、１５、１９、２１、２９ 導波路
２０、２５ ループミラー
２２、２６ ループ導波路
１７、２４、２８ 合分波器
２７ａ、２７ｂ、２７ｂ１、２７ｂ２、２７ｃ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ 領域
２４ａ、２４ｂ、２８ａ、２８ｂ 入力端
２４ｃ、２４ｄ、２８ｃ、２８ｄ 出力端
３０、３２、４２ 基板
３３、４３、４５、４６、５０、５２、５３、５５ クラッド層
３４ 導波路コア
３５、３６、３７、５７、５８ 電極
３８ 絶縁膜
３９ａ 凹部
４０ 利得部
４１、４１ａ メサ
４４、５４ 活性層
４８ 埋込層
４９ 電流ブロック層
４７、５６ コンタクト層
５１ コア層
５９ 反射鏡
６０ 制御部
６２ 光源
６３、７１、７４ レンズ
６４ アイソレータ
６５ ビームスプリッタ
６６ ハーフミラー
６７、６９、７０、７２、７３ ミラー
６８、７５、７６ 受光素子
８０ 光源制御部
８１ レーザ素子制御部
８２ 位相制御部
８３ 記憶制御部
８４ ＣＰＵ
８５ ＲＡＭ
８６ 記憶装置
８７ インターフェース
１００、２００、２００ａ、２００ｂ、２００－１、２００－２、７００ 光フィルタ
３００、４００、６１０ 波長可変レーザ素子
３１０ フィルタ素子
６００ 波長可変レーザモジュール
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図17】
【図18A】
【図18B】
【図19】
【図20A】
【図20B】
【図21A】
【図21B】
【図22A】
【図22B】
【図23A】
【図23B】
【図24A】
【図24B】