特開 2024-125848 導波路型分光器

(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】P2024125848

(43)【公開日】2024-09-19

(54)【発明の名称】導波路型分光器

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/12 20060101AFI20240911BHJP

   G02B 6/125 20060101ALI20240911BHJP

   G02B 6/30 20060101ALI20240911BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20240911BHJP

   G01J 3/18 20060101ALI20240911BHJP

   G01J 3/36 20060101ALI20240911BHJP

【ＦＩ】

G02B6/12 336

G02B6/12 301

G02B6/125 301

G02B6/30

G02B6/42

G01J3/18

G01J3/36

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023033949

(22)【出願日】2023-03-06

(71)【出願人】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松原 礼高

(72)【発明者】

【氏名】山崎 拓朗

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 直樹

【テーマコード（参考）】

2G020

2H137

2H147

【Ｆターム（参考）】

2G020CB02

2G020CC32

2G020CC49

2G020CC63

2G020CD60

2H137AA14

2H137AB08

2H137AB11

2H137BA01

2H137BA15

2H137BA44

2H137BA47

2H137BB12

2H137BB17

2H137BC02

2H137BC50

2H137CA22A

2H137CA34

2H137CB06

2H137CB22

2H137CB24

2H137CB25

2H137CB26

2H137DB13

2H137HA01

2H147AA02

2H147AB05

2H147AB17

2H147AB21

2H147BD01

2H147BD02

2H147BD07

2H147BD15

2H147BE04

2H147BE11

2H147BG06

2H147CA01

2H147CA05

2H147CA08

2H147CB01

2H147CB03

2H147CD02

2H147DA15

2H147GA10

2H147GA25

(57)【要約】

【課題】高機能であって小型化に適する導波路型分光器を提供すること。
【解決手段】導波路型分光器は、第１アレイ導波路回折格子と第２アレイ導波路回折格子とを含む複数のアレイ導波路回折格子と、入力された光を分割してまたは該光の経路を切り換えて、前記複数のアレイ導波路回折格子の入力側スラブ導波路の少なくとも一つに出力する光分岐部と、が集積された導波路基板と、前記複数のアレイ導波路回折格子の出力側スラブ導波路のそれぞれから出力された分光光を受光する光検出素子アレイと、を備え、前記複数のアレイ導波路回折格子の出力側スラブ導波路と前記光検出素子アレイとは、前記導波路基板の第１側面において対向している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１アレイ導波路回折格子と第２アレイ導波路回折格子とを含む複数のアレイ導波路回折格子と、入力された光を分割してまたは該光の経路を切り換えて、前記複数のアレイ導波路回折格子の入力側スラブ導波路の少なくとも一つに出力する光分岐部と、が集積された導波路基板と、
前記複数のアレイ導波路回折格子の出力側スラブ導波路のそれぞれから出力された分光光を受光する光検出素子アレイと、
を備え、
前記複数のアレイ導波路回折格子の出力側スラブ導波路と前記光検出素子アレイとは、前記導波路基板の第１側面において対向している
導波路型分光器。

【請求項2】

前記第２アレイ導波路回折格子は、動作波長範囲、動作波長範囲の幅、および分解能の少なくとも一つが前記第１アレイ導波路回折格子とは異なる
請求項１に記載の導波路型分光器。

【請求項3】

前記光検出素子アレイは、前記複数のアレイ導波路回折格子の分光方向に沿って配列された複数の光検出素子を有しており、
前記光検出素子アレイは、前記第１アレイ導波路回折格子からの分光光を受光する第１受光領域と、前記第２アレイ導波路回折格子からの分光光を受光する第２受光領域とを有し、
前記第２受光領域に存在する前記光検出素子は、前記第１受光領域に存在する前記光検出素子において受光感度が低い低感度受光領域で受光するまたは前記光検出素子によって受光されない波長の光を、受光感度が高い高感度受光領域で受光するように配列されている
請求項１に記載の導波路型分光器。

【請求項4】

前記低感度受光領域は前記光検出素子における受光面の周縁領域または互いに隣接する前記光検出素子の境界であり、前記高感度受光領域は前記光検出素子における受光面の前記周縁領域よりも中央に近い中央領域である
請求項３に記載の導波路型分光器。

【請求項5】

前記導波路基板は、前記第１側面において前記光検出素子アレイが取り付けられる取付領域と、前記第１側面と対向する第２側面とを有し、
前記導波路基板の側面において、前記取付領域を前記第２側面へ投影した投影領域から外れた領域に設けられた光入力部をさらに備える
請求項１に記載の導波路型分光器。

【請求項6】

前記導波路基板の側面と、前記複数のアレイ導波路回折格子の入力側スラブ導波路の入力側とに接続された第１導波路を備える
請求項１に記載の導波路型分光器。

【請求項7】

前記光分岐部の出力側と、前記光検出素子アレイとに、前記複数のアレイ導波路回折格子を経由せずに接続された第２導波路を備える
請求項１に記載の導波路型分光器。

【請求項8】

前記導波路基板の側面と、前記複数のアレイ導波路回折格子の入力側スラブ導波路の少なくとも一つの出力側とに接続された第３導波路を備える
請求項１に記載の導波路型分光器。

【請求項9】

前記導波路基板の側面に設けられた光入力部と、
前記光入力部と隣接して２つの入出力部が設けられた折り返し構造の第４導波路と、
前記光入力部と前記第４導波路の前記２つの入出力部とのそれぞれに接続する３つの光ファイバを有する光ファイバアレイと、
前記光ファイバアレイを保持する保持部と、
を備える請求項１に記載の導波路型分光器。

【請求項10】

前記第１アレイ導波路回折格子と前記第２アレイ導波路回折格子とは１つの入力側スラブ導波路を共有している
請求項１に記載の導波路型分光器。

【請求項11】

前記導波路基板は、前記第１側面と対向する第２側面を有し、
前記導波路基板には、前記第２側面から見て、前記光検出素子アレイにおいて前記分光光を受光する受光領域を覆うように設けられた遮光溝が形成されている
請求項１に記載の導波路型分光器。

【請求項12】

前記導波路基板と熱的に接触した温度調節素子を備える
請求項１に記載の導波路型分光器。

【請求項13】

積層された複数の前記導波路基板を備える
請求項１に記載の導波路型分光器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、導波路型分光器に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的な分光器は、回折格子やプリズムなどの空間光学系の光部品で構成されているものが多い。これに対して、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を用いて分光を行う光信号モニタが開示されている（特許文献１）。ＡＷＧを用いて分光を行う構成は機器の小型化の際に有利である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４０９９６９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、ＡＷＧを用いた分光器において機能を高めようとした場合、小型化がし難い場合がある。たとえば、広い動作波長範囲と高い分解能とを両立しようとする場合、動作波長範囲と分解能とはトレードオフの関係にあるため、ＡＷＧが大型化するという問題がある。また、このような大型のＡＷＧは製造が困難である場合がある。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高機能であって小型化に適する導波路型分光器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】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様は、第１アレイ導波路回折格子と第２アレイ導波路回折格子とを含む複数のアレイ導波路回折格子と、入力された光を分割してまたは該光の経路を切り換えて、前記複数のアレイ導波路回折格子の入力側スラブ導波路の少なくとも一つに出力する光分岐部と、が集積された導波路基板と、前記複数のアレイ導波路回折格子の出力側スラブ導波路のそれぞれから出力された分光光を受光する光検出素子アレイと、を備え、前記複数のアレイ導波路回折格子の出力側スラブ導波路と前記光検出素子アレイとは、前記導波路基板の第１側面において対向している導波路型分光器である。

【0007】

前記第２アレイ導波路回折格子は、動作波長範囲、動作波長範囲の幅、および分解能の少なくとも一つが前記第１アレイ導波路回折格子とは異なってもよい。

【0008】

前記光検出素子アレイは、前記複数のアレイ導波路回折格子の分光方向に沿って配列された複数の光検出素子を有しており、前記光検出素子アレイは、前記第１アレイ導波路回折格子からの分光光を受光する第１受光領域と、前記第２アレイ導波路回折格子からの分光光を受光する第２受光領域とを有し、前記第２受光領域に存在する前記光検出素子は、前記第１受光領域に存在する前記光検出素子において受光感度が低い低感度受光領域で受光するまたは前記光検出素子によって受光されない波長の光を、受光感度が高い高感度受光領域で受光するように配列されていてもよい。

【0009】

前記低感度受光領域は前記光検出素子における受光面の周縁領域または互いに隣接する前記光検出素子の境界であり、前記高感度受光領域は前記光検出素子における受光面の前記周縁領域よりも中央に近い中央領域であってもよい。

【0010】

前記導波路基板は、前記第１側面において前記光検出素子アレイが取り付けられる取付領域と、前記第１側面と対向する第２側面とを有し、前記導波路基板の側面において、前記取付領域を前記第２側面へ投影した投影領域から外れた領域に設けられた光入力部をさらに備えてもよい。

【0011】

前記導波路型分光器は、前記導波路基板の側面と、前記複数のアレイ導波路回折格子の入力側スラブ導波路の入力側とに接続された第１導波路を備えてもよい。

【0012】

前記導波路型分光器は、前記光分岐部の出力側と、前記光検出素子アレイとに、前記複数のアレイ導波路回折格子を経由せずに接続された第２導波路を備えてもよい。

【0013】

前記導波路型分光器は、前記導波路基板の側面と、前記複数のアレイ導波路回折格子の入力側スラブ導波路の少なくとも一つの出力側とに接続された第３導波路を備えてもよい。

【0014】

前記導波路型分光器は、前記導波路基板の側面に設けられた光入力部と、前記光入力部と隣接して２つの入出力部が設けられた折り返し構造の第４導波路と、前記光入力部と前記第４導波路の前記２つの入出力部とのそれぞれに接続する３つの光ファイバを有する光ファイバアレイと、前記光ファイバアレイを保持する保持部と、を備えてもよい。

【0015】

前記第１アレイ導波路回折格子と前記第２アレイ導波路回折格子とは１つの入力側スラブ導波路を共有していてもよい。

【0016】

前記導波路基板は、前記第１側面と対向する第２側面を有し、前記導波路基板には、前記第２側面から見て、前記光検出素子アレイにおいて前記分光光を受光する受光領域を覆うように設けられた遮光溝が形成されていてもよい。

【0017】

前記導波路型分光器は、前記導波路基板と熱的に接触した温度調節素子を備えてもよい。

【0018】

前記導波路型分光器は、積層された複数の前記導波路基板を備えてもよい。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、高機能であって小型化に適する導波路型分光器を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、実施形態１に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。

【図2】図２は、図１に示す導波路型分光器によって実現される特性の一例を示す図である。

【図3】図３は、実施形態２に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。

【図4】図４は、図３に示す導波路型分光器によって実現される特性の一例を示す図である。

【図5】図５は、実施形態３に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。

【図6】図６は、図５に示す光検出素子アレイにおける分光光の受光の状態を示す図である。

【図7】図７は、実施形態４に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。

【図8】図８は、実施形態５に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。

【図9】図９は、実施形態６に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。

【図10】図１０は、実施形態７に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。

【図11】図１１は、実施形態８に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。

【図12】図１２は、実施形態９に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。

【図13】図１３は、実施形態１０に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。

【図14】図１４は、実施形態１１に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。

【図15】図１５は、実施形態１２に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に、図面を参照して実施形態について説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、図中で適宜ｘｙｚ座標軸を示し、これにより方向を説明する。

【0022】

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。導波路型分光器１００は、導波路基板１１０と光検出素子アレイ１２０とを備えている。

【0023】

導波路基板１１０は、ｘｙ平面に延びてｚ方向に厚みを有するような平面視で略四角形状の基板であり、半導体やガラスなどの光学材料で構成されている。導波路基板１１０は、ｙｚ平面に略平行な第１側面１１０ａと、ｙｚ平面に略平行であり、ｘ方向において第１側面１１０ａと対向する第２側面１１０ｂを有する。

【0024】

導波路型分光器１００は、さらに光入力部１と、光分割部２と、複数のＡＷＧ３１～３ｎと、光ファイバ１３０と、レンズ１４０とを備えている。ここで、ｎは２以上の整数である。光入力部１と、光分割部２と、ＡＷＧ３１～３ｎとは、導波路基板１１０にｎ集積されている。

【0025】

光入力部１は、第２側面１１０ｂに設けられている。光入力部１は、外部から光ファイバ１３０を伝搬して出力され、レンズ１４０によって集光された光Ｌ１の入力を受け付ける。光Ｌ１は導波路型分光器１００により分光する対象の光である。

【0026】

光分割部２は、光入力部１およびＡＷＧ３１～３ｎと導波路にて接続されている。光分割部２は、光入力部１から入力された光Ｌ１をｎ分割して分割光Ｌ２１～Ｌ２ｎを生成し、分割光Ｌ２１～Ｌ２ｎのそれぞれをＡＷＧ３１～３ｎのそれぞれに出力する。光分割部２は、パワースプリッタや、偏波分離機能を有する偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）や、波長分割機能を有するＡＷＧなど、導波路型分光器１００の機能に応じて様々な要素にて構成される。光分割部２は、光分岐部の一例である。

【0027】

ＡＷＧ３１～３ｎのそれぞれは、入力側スラブ導波路３ａと、入力側スラブ導波路３ａに接続され、互いに長さが異なり並列に配列された複数のチャネル導波路からなるアレイ導波路３ｂと、アレイ導波路３ｂに接続され、光を出力する出力側スラブ導波路３ｃとを備えている。ＡＷＧ３１は第１アレイ導波路回折格子の一例であり、ＡＷＧ３ｎは第２アレイ導波路回折格子の一例である。

【0028】

ＡＷＧ３１～３ｎのそれぞれは、入力側スラブ導波路３ａに光分割部２から分割光Ｌ２１～Ｌ２ｎのそれぞれが入力され、これを分光する。ＡＷＧ３１～３ｎのそれぞれは分割光Ｌ２１～Ｌ２ｎのそれぞれが分光された光である分光光Ｌ３１～Ｌ３ｎを出力側スラブ導波路３ｃから出力する。

【0029】

光検出素子アレイ１２０は、第１側面１１０ａの取付領域１１０ａ１に取り付けられている。ＡＷＧ３１～３ｎの出力側スラブ導波路３ｃと光検出素子アレイ１２０とは、第１側面１１０ａにおいて対向している。光検出素子アレイ１２０は、ＡＷＧ３１～３ｎの分光方向であるＹ方向に沿って配列された複数の光検出素子を有しており、分光光Ｌ３１～Ｌ３ｎを受光する。光検出素子アレイ１２０は、受光した分光光Ｌ３１～Ｌ３ｎの強度に応じた電流信号を外部に出力する。この電流信号から、入力された光Ｌ１に関する分光データを得ることができる。

【0030】

光検出素子アレイ１２０は、たとえばＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)やフォトダイオードアレイにて構成されている。ＣＣＤやＣＭＯＳの場合、光検出素子は一つの画素であり、フォトダイオードアレイの場合、光検出素子は一つのフォトダイオードである。

【0031】

また、第１側面１１０ａの取付領域１１０ａ１を第２側面１１０ｂ側へ投影した投影領域を投影領域１１０ｂ１とすると、光入力部１は、第２側面１１０ｂにおいて１１０ｂ１から外れた領域に設けられている。

【0032】

以上のように構成された導波路型分光器１００は、１つの大型のＡＷＧの代わりにＡＷＧ３１～３ｎを備えているので、１つの大型のＡＷＧよって実現されるような高機能が得られつつ、１つの大型のＡＷＧによってその機能を実現するよりも導波路基板１１０の面積を小さくできるなどにより小型化に適する。また、ＡＷＧ３１～３ｎはそれよりも大型のＡＷＧよりも製造が容易なので、導波路型分光器１００は製造性にも優れている。

【0033】

図２は、導波路型分光器１００によって実現される特性の一例を示す図である。図２では、導波路型分光器１００の動作波長範囲ＷＲ１００を示している。動作波長範囲ＷＲ１００は、ＡＷＧ３１～３ｎのそれぞれの動作波長範囲ＷＲ１～ＷＲｎを足し合わせた範囲となる。図２に示す例では、導波路型分光器１００では動作波長範囲ＷＲ１～ＷＲｎが互いに重ならないようにＡＷＧ３１～３ｎが設計されている。また、図２に示す例は、ＡＷＧ３１～３ｎの動作波長範囲の幅と分解能とが全て等しい例であるが、動作範囲、動作波長範囲の幅、および分解能の少なくとも一つが異なっていてもよい。

【0034】

ここで、動作波長範囲ＷＲ１００を１つの大型のＡＷＧによって実現しようとすると、分解能が比較的低くなるが、導波路型分光器１００では、動作波長範囲ＷＲ１～ＷＲｎのそれぞれにおける分解能を比較的高くできる。したがって、導波路型分光器１００では、１つの大型のＡＷＧによって構成された分光器に対して、より広い動作波長範囲とより高い分解能とを両立することができる。このように、導波路型分光器１００は、高機能であって小型化に適する。

【0035】

なお、動作波長範囲ＷＲ１～ＷＲｎや動作波長範囲ＷＲ１～ＷＲｎの幅や分解能は、ＡＷＧ３１～３ｎのアレイ導波路３ｂにおけるチャネル導波路の長さや本数を変更することによって調整できる。

【0036】

図２に示す特性の場合は、導波路型分光器１００における第２アレイ導波路回折格子の一例であるＡＷＧ３ｎは、第１アレイ導波路回折格子の一例であるＡＷＧ３１とは動作波長範囲が異なる。

【0037】

また、導波路型分光器１００では、光入力部１が、第２側面１１０ｂにおいて投影領域１１０ｂ１から外れた領域に設けられている。これにより、光入力部１から入力された光Ｌ１の一部が迷光となった場合に、この迷光がＡＷＧ３１～３ｎを通らずに光検出素子アレイ１２０における分光光Ｌ３１～Ｌ３ｎを受光する受光素子に入力されることが抑制または防止される。その結果、導波路型分光器１００では、光検出素子アレイ１２０が出力する電流信号に迷光によるノイズ成分が含まれることが抑制または防止される。

【0038】

（実施形態２）
図３は、実施形態２に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。導波路型分光器１００Ａは、図１に示す導波路型分光器１００の構成において、光分割部２とＡＷＧ３１～３ｎとを、光分割部２Ａと２つのＡＷＧ３１、３１Ａとに置き換えた構成を有する。

【0039】

光分割部２Ａは、光入力部１およびＡＷＧ３１、３１Ａと導波路にて接続されている。光分割部２Ａは、光入力部１から入力された光Ｌ１を２分割して分割光Ｌ２１、Ｌ２Ａを生成し、分割光Ｌ２１、Ｌ２ＡのそれぞれをＡＷＧ３１、３Ａのそれぞれに出力する。光分割部２Ａは、導波路型分光器１００の機能に応じて様々な要素にて構成される。

【0040】

ＡＷＧ３１の構成および機能は、図１のＡＷＧ３１と同様のものなので説明を省略する。ＡＷＧ３Ａは、入力側スラブ導波路３Ａａと、アレイ導波路３Ａｂと、出力側スラブ導波路３Ａｃとを備えている。ＡＷＧ３Ａは第２アレイ導波路回折格子の一例である。

【0041】

ＡＷＧ３Ａは、入力側スラブ導波路３Ａａに光分割部２Ａから分割光Ｌ２Ａが入力され、これを分光する。ＡＷＧ３Ａは分割光Ｌ２Ａが分光された光である分光光Ｌ３Ａを出力側スラブ導波路３Ａｃから出力する。

【0042】

光検出素子アレイ１２０は、分光光Ｌ３、Ｌ３Ａを受光する。光検出素子アレイ１２０は、受光した分光光Ｌ３１、Ｌ３Ａの強度に応じた電流信号を外部に出力する。この電流信号から、入力された光Ｌ１に関する分光データを得ることができる。

【0043】

ここで、第２アレイ導波路回折格子の一例であるＡＷＧ３Ａは、動作波長範囲、動作波長範囲の幅、および分解能が、第１アレイ導波路回折格子の一例であるＡＷＧ３１とは異なる。

【0044】

図４は、導波路型分光器１００Ａによって実現される特性の一例を示す図である。図４では、ＡＷＧ３Ａの動作波長範囲ＷＲＡの幅は、ＡＷＧ３１の動作波長範囲ＷＲ１の幅より狭く、動作波長範囲ＷＲ１に含まれている。また、ＡＷＧ３Ａの分解能はＡＷＧ３１の分解能よりも高い。このような導波路型分光器１００Ａは、たとえば動作波長範囲ＷＲ１のような波長範囲では或る程度の分解能で比較的広い分光データを得ながら、動作波長範囲ＷＲＡのような動作波長範囲ＷＲ１の一部の範囲ではより高分解能で分光データを得られる。このような機能は、１つのＡＷＧによって実現しようとすると、非常に大型かつ複雑な構成のＡＷＧが必要となるが、導波路型分光器１００Ａによれば比較的小型かつ簡易な構成でこのような高機能を実現できる。

【0045】

このように、導波路型分光器１００Ａは、高機能であって小型化に適する。

【0046】

また、導波路型分光器１００Ａにおいても、光入力部１が、第２側面１１０ｂにおいて投影領域１１０ｂ１から外れた領域に設けられている。これにより、光検出素子アレイ１２０が出力する電流信号に迷光によるノイズ成分が含まれることが抑制または防止される。

【0047】

（実施形態３）
図５は、実施形態３に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。導波路型分光器１００Ｂは、図１に示す導波路型分光器１００の構成において、光分割部２とＡＷＧ３１～３ｎと光検出素子アレイ１２０とを、光分割部２ＢとＡＷＧ３１、３Ｂと光検出素子アレイ１２０Ｂとに置き換えた構成を有する。

【0048】

光分割部２Ｂは、光入力部１およびＡＷＧ３１、３Ｂと導波路にて接続されている。光分割部２Ｂは、光入力部１から入力された光Ｌ１を２分割して分割光Ｌ２１、Ｌ２Ｂを生成し、分割光Ｌ２１、Ｌ２ＢのそれぞれをＡＷＧ３１、３Ｂのそれぞれに出力する。光分割部２Ｂは、導波路型分光器１００Ｂの機能に応じて様々な要素にて構成される。

【0049】

ＡＷＧ３１の構成および機能は、図１のＡＷＧ３１と同様のものなので説明を省略する。

【0050】

ＡＷＧ３Ｂの構成も、ＡＷＧ３１と同様のものなので説明を省略する。ＡＷＧ３Ｂは、入力側スラブ導波路に光分割部２Ｂから分割光Ｌ２Ｂが入力され、これを分光する。ＡＷＧ３Ｂは分割光Ｌ２Ｂが分光された光である分光光Ｌ３Ｂを出力側スラブ導波路から出力する。ＡＷＧ３Ｂは第２アレイ導波路回折格子の一例である。

【0051】

光検出素子アレイ１２０は、分光光Ｌ３、Ｌ３Ｂを受光する。光検出素子アレイ１２０は、受光した分光光Ｌ３１、Ｌ３Ｂの強度に応じた電流信号を外部に出力する。この電流信号から、入力された光Ｌ１に関する分光データを得ることができる。

【0052】

図６は、図５に示す光検出素子アレイ１２０Ｂにおける分光光Ｌ３１、Ｌ３Ｂの受光の状態を示す図である。分光光Ｌ３１は、波長λ１、λ２、・・・、λｍ－１、λｍの分光成分を含むものとする。同様に、分光光Ｌ３Ｂも、波長λ１、λ２、・・・、λｍ－１、λｍの分光成分を含むものとする。ここで、ｍは４以上の偶数である。また、図中、ＡＷＧ３１、３Ｂからの、波長λ１、λ２、λｍ－１、λｍの分光成分の光路を、それぞれ実線、破線、点線、一点鎖線で示している。

【0053】

光検出素子アレイ１２０Ｂは、ＡＷＧ３１、３Ｂの分光方向であるＹ方向に沿って配列された複数の光検出素子１２１Ｂを有している。また、光検出素子アレイ１２０Ｂは、第１アレイ導波路回折格子の一例であるＡＷＧ３１からの分光光Ｌ３１を受光する第１受光領域１２０Ｂ１と、第２アレイ導波路回折格子の一例であるＡＷＧ３Ｂからの分光光Ｌ３Ｂを受光する第２受光領域１２０Ｂ２とを有している。

【0054】

そして、光検出素子アレイ１２０Ｂにおいて、第２受光領域１２０Ｂ２に存在する光検出素子は、第１受光領域１２０Ｂ１に存在する光検出素子において受光感度が低い低受光領域で受光するまたは光検出素子によって受光されない波長の光を、受光感度が高い高受光領域で受光するように配列されている。

【0055】

以下、具体的に説明する。たとえば、第１受光領域１２０Ｂ１に存在する光検出素子１２１Ｂ１ａは、分光光Ｌ３１のうち波長λ１の分光成分を受光面の中央付近で受光する。光検出素子１２１Ｂ１ａは、受光面の周縁領域よりも中央に近い中央領域では受光感度が高いので、波長λ１の分光成分は光検出素子１２１Ｂ１ａによって高感度に受光される。中央領域は高感度受光領域の一例である。

【0056】

しかしながら、図６に示すように、光検出素子１２１Ｂ１ａは、分光光Ｌ３１のうち波長λ２の分光成分を受光面の周縁領域で受光する。周縁領域は受光感度が低い低感度受光領域の一例である。または、波長λ２の分光成分は光検出素子１２１Ｂ１ａとこれに隣接する光検出素子との境界に結像する場合もあり、この場合には光検出素子１２１Ｂ１ａおよびこれに隣接する光検出素子は、波長λ２の分光成分を受光しない。

【0057】

一方、第２受光領域１２０Ｂ２に存在する光検出素子１２１Ｂ２ａは、分光光Ｌ３Ｂのうち波長λ２の分光成分を受光面の中央付近で受光する。このように、光検出素子１２１Ｂ２ａは、光検出素子１２１Ｂ１ａにおいて低感度受光領域で受光するまたは光検出素子１２１Ｂ１ａによって受光されない波長λ２の分光成分を、高感度受光領域で受光する。

【0058】

また、図６からわかるように、第１受光領域１２０Ｂ１に存在する光検出素子１２１Ｂ１ａは、第２受光領域１２０Ｂ２に存在する光検出素子１２１Ｂ２ａにおいて低感度受光領域で受光するまたは光検出素子１２１Ｂ２ａによって受光されない波長λ１の分光成分を、高感度受光領域で受光する、ということもできる。

【0059】

同様に、第１受光領域１２０Ｂ１に存在する光検出素子１２１Ｂ１ｂは、分光光Ｌ３１のうち波長λｍ－１の分光成分を受光面の中央付近で受光する。しかしながら光検出素子１２１Ｂ１ｂは、分光光Ｌ３１のうち波長λｍの分光成分を受光面の周縁領域で受光するまたは受光しない。

【0060】

これに対して、第２受光領域１２０Ｂ２に存在する光検出素子１２１Ｂ２ｂは、分光光Ｌ３Ｂのうち波長λｍの分光成分を受光面の中央付近で受光する。このように、光検出素子１２１Ｂ２ｂは、光検出素子１２１Ｂ１ｂにおいて低感度受光領域で受光するまたは光検出素子１２１Ｂ１ａによって受光されない波長λｍの分光成分を、高感度受光領域で受光する。

【0061】

また、図６からわかるように、第１受光領域１２０Ｂ１に存在する光検出素子１２１Ｂ１ｂは、第２受光領域１２０Ｂ２に存在する光検出素子１２１Ｂ２ｂにおいて低感度受光領域で受光するまたは受光されない波長λｍ－１の分光成分を、高感度受光領域で受光する。

【0062】

このような受光状態は、たとえば、第１受光領域１２０Ｂ１に存在する光検出素子を、ＡＷＧ３１に対して、λ１、λ３、・・・、λｍ－１の分光成分が受光面の中心に結像するように配置し、第１受光領域１２０Ｂ１に存在する光検出素子を、ＡＷＧ３Ｂに対して、波長λ２、λ４、・・・、λｍの分光成分が受光面の中心に結像するように配置することで実現できる。たとえば、検出素子の受光面のＹ方向における受光幅が、λ１が結像する位置とλ２が結像する位置との距離の２倍である場合、ＡＷＧ３１と第１受光領域１２０Ｂ１に存在する光検出素子とのＹ方向における相対位置と、ＡＷＧ３Ｂと第２受光領域１２０Ｂ２に存在する光検出素子とのＹ方向における相対位置とは、Ｙ方向に受光幅の１／２だけずれて配置される。

【0063】

以上ように構成された導波路型分光器１００Ｂは、導波路型分光器１００と同様に高機能であって小型化に適する。

【0064】

さらに、導波路型分光器１００Ｂでは、波長λ１、λ２、λｍ－１、λｍの分光成分のいずれもが、光検出素子アレイ１２０Ｂのいずれかの光検出素子によって高感度に受光されるので、全動作波長範囲内で均一な分光感度・分解能が得られる。

【0065】

また、導波路型分光器１００Ｂにおいても、光入力部１が、第２側面１１０ｂにおいて投影領域１１０ｂ１から外れた領域に設けられている。これにより、光検出素子アレイ１２０Ｂが出力する電流信号に迷光によるノイズ成分が含まれることが抑制または防止される。

【0066】

（実施形態４）
図７は、実施形態４に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。導波路型分光器１００Ｃは、図１に示す導波路型分光器１００の構成において、光入力部１を光入力部１Ｃに置き換え、第１導波路４１～４ｎを追加した構成を有する。

【0067】

光入力部１Ｃは、第１側面１１０ａにおいて取付領域１１０ａ１から外れた領域に設けられている。光入力部１Ｃは、光分割部２と導波路にて接続されている。また、光入力部１Ｃは、光ファイバ１３０およびレンズ１４０と光学的に接続しており、光Ｌ１が入力される。

【0068】

第１導波路４１～４ｎは、それぞれ、ＡＷＧ３１～３ｎのそれぞれの入力側スラブ導波路３ａの入力側と、導波路基板１１０の第２側面１１０ｂとに接続されている。

【0069】

このように構成された導波路型分光器１００Ｃは、導波路型分光器１００と同様に、高機能であって小型化に適する。

【0070】

さらに、導波路型分光器１００Ｃでは、第１導波路４１～４ｎを、導波路型分光器１００Ｃの製造時の導波路基板１１０と光検出素子アレイ１２０との調心に用いることができる。具体的には、第１導波路４１～４ｎのそれぞれの第２側面１１０ｂから試験光を入力すると、試験光はそれぞれの入力側スラブ導波路３ａに入力されＡＷＧ３１～３ｎのそれぞれから出力される。出力する試験光を光検出素子アレイ１２０でモニタしながら導波路基板１１０と光検出素子アレイ１２０との位置合わせを行うことで、調心を行うことができる。さらに、第１導波路４１～４ｎのいずれか一つ、たとえば第１導波路４１から試験光を入力すれば、試験光はＡＷＧ３１のみから出力されるので、ＡＷＧ３１と光検出素子アレイ１２０との個別の調心を高精度に実行することができる。

【0071】

なお、導波路基板１１０と光検出素子アレイ１２０との調心は、光入力部１から試験光を入力することでも実行可能であるが、この場合、試験光は光分割部２を通過してからＡＷＧ３１～３ｎのそれぞれに達するので、その強度が弱められてしまう場合がある。さらに、ＡＷＧ３１～３ｎの全てから試験光が出力されてしまうと、いずれか一つのＡＷＧと光検出素子アレイ１２０との個別の調心を実行することが難しい場合がある。

【0072】

また、導波路型分光器１００Ｃにおいては、光入力部１が、第１側面１１０ａにおいて取付領域１１０ａ１から外れた領域に設けられている。このような領域も、導波路基板１１０の側面において投影領域１１０ｂ１から外れた領域の一例である。これにより、光検出素子アレイ１２０が出力する電流信号に迷光によるノイズ成分が含まれることが抑制または防止される。

【0073】

（実施形態５）
図８は、実施形態５に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。導波路型分光器１００Ｄは、図７に示す導波路型分光器１００Ｃの構成において、第１導波路４１～４ｎを、第２導波路５１、５２に置き換えた構成を有する。

【0074】

第２導波路５１、５２は、光分割部２の出力側と、光検出素子アレイ１２０とに、ＡＷＧ３１～３ｎを経由せずに接続されている。具体的には、第２導波路５１、５２は光検出素子アレイ１２０が備える光検出素子のうち、ＡＷＧ３１～３ｎとは光学的に接続していない光検出素子と光学的に接続されている。

【0075】

このように構成された導波路型分光器１００Ｄは、導波路型分光器１００と同様に、高機能であって小型化に適すとともに、光検出素子アレイ１２０が出力する電流信号に迷光によるノイズ成分が含まれることが抑制または防止される。

【0076】

さらに、導波路型分光器１００Ｄでは、第２導波路５１、５２を、導波路型分光器１００Ｄの製造時の導波路基板１１０と光ファイバ１３０およびレンズ１４０との調心に用いることができる。具体的には、光ファイバ１３０から試験光を入力すると、試験光は光分割部２を経由してＡＷＧ３１～３ｎを経由せずに第２導波路５１、５２を伝搬し、光検出素子アレイ１２０の光検出素子に入力される。そこで、試験光を光検出素子アレイ１２０でモニタしながら導波路基板１１０と光ファイバ１３０およびレンズ１４０との位置合わせを行うことで、調心を行うことができる。また、第２導波路５１、５２は、導波路基板１１０と光検出素子アレイ１２０とのおおよその位置合わせに使用してもよい。その位置合わせの方法は導波路基板１１０と光ファイバ１３０およびレンズ１４０との調心方法と同様である。

【0077】

（実施形態６）
図９は、実施形態６に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。導波路型分光器１００Ｅは、図７に示す導波路型分光器１００Ｃの構成において、第１導波路４１～４ｎを、第３導波路６１に置き換えた構成を有する。

【0078】

第３導波路６１は、導波路基板１１０の側面の一例である第２側面１１０ｂと、ＡＷＧ３１～３ｎの入力側スラブ導波路３ａの少なくとも一つ、本実施形態ではＡＷＧ３１の入力側スラブ導波路３ａの出力側とに接続されている。

【0079】

このように構成された導波路型分光器１００Ｅは、導波路型分光器１００と同様に、高機能であって小型化に適すとともに、光検出素子アレイ１２０が出力する電流信号に迷光によるノイズ成分が含まれることが抑制または防止される。

【0080】

さらに、導波路型分光器１００Ｅでは、第３導波路６１を、導波路型分光器１００Ｅの製造時の導波路基板１１０と光ファイバ１３０およびレンズ１４０との調心に用いることができる。具体的には、光ファイバ１３０から試験光を入力すると、試験光は光分割部２を経由してＡＷＧ３１の入力側スラブ導波路３ａに入力し、さらに入力側スラブ導波路３ａの出力側から第３導波路６１を経由して第２側面１１０ｂから出力される。そこで、出力された試験光をパワーメータなどでモニタしながら導波路基板１１０と光ファイバ１３０およびレンズ１４０との位置合わせを行うことで、調心を行うことができる。

【0081】

なお、ＡＷＧ３１～３ｎでは、入力側スラブ導波路３ａを通過した後にアレイ導波路３ｂに結合されない余剰の光成分が必ず発生する。そこで、第３導波路６１の入力側スラブ導波路３ａとの接続点を、アレイ導波路３ｂから外側に外れ、余剰光成分が出力される点とすれば、第３導波路６１には余剰光が出力される。これにより、余剰光成分を調心に有効活用できるとともに、調心のために分割部に追加の導波路を形成しなくてもよい。

【0082】

（実施形態７）
図１０は、実施形態７に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。導波路型分光器１００Ｆは、導波路型分光器１００Ｆは、図７に示す導波路型分光器１００Ｃの構成において、光入力部１Ｃと第１導波路４１～４ｎと光ファイバ１３０とレンズ１４０とを、光入力部１と第４導波路７１と光ファイバブロック１５０とに置き換えた構成を有する。

【0083】

光入力部１は、図１に示す光入力部１と同じであって、第２側面１１０ｂに設けられている。

【0084】

第４導波路７１は、第２側面１１０ｂに光入力部１と隣接して入出力部７１ａ、７１ｂが設けられた、折り返し構造の導波路である。

【0085】

光ファイバブロック１５０は、３本の光ファイバ１５１、１５２、１５３を有する光ファイバアレイ１５４と、光ファイバアレイ１５４を保持するブロック状の保持部１５５とを備えている。光ファイバブロック１５０は第２側面１１０ｂに取り付けられている。

【0086】

保持部１５５は、光ファイバ１５１が光入力部１と接続し、光ファイバ１５２が第４導波路７１と入出力部７１ａで接続し、光ファイバ１５３が第４導波路７１と入出力部７１ｂで接続するように、光ファイバアレイ１５４を保持する。

【0087】

光ファイバ１５１は、外部から光Ｌ１を伝搬し、光入力部１に光Ｌ１を出力する。

【0088】

光ファイバ１５２、１５３は、以下のように、導波路型分光器１００Ｆの製造時の光ファイバ１５１と光入力部１との調心に用いられる。

【0089】

すなわち、保持部１５５によって保持される光ファイバ１５１、１５２、１５３の相互の位置関係と、光入力部１、入出力部７１ａ、７１ｂの相互の位置関係とが一致するように、導波路基板１１０と光ファイバブロック１５０とは作製されている。そこで、たとえば光ファイバ１５２から試験光を入力し、光ファイバ１５３から出力される試験光をモニタしながら、導波路基板１１０と光ファイバブロック１５０との調心を行う。この場合、光ファイバ１５３から出力される試験光の強度が最大になるときに光ファイバ１５２と入出力部７１ａとが調心されるとともに光ファイバ１５３と入出力部７１ｂとが調心されることとなるが、このとき同時に光ファイバ１５１と光入力部１とも調心されることとなる。

【0090】

したがって、導波路型分光器１００Ｆでは、導波路基板１１０と光検出素子アレイ１２０との調心の有無にかかわらず光ファイバ１５１と光入力部１とを調心することができる。

【0091】

このように構成された導波路型分光器１００Ｆにおいても、導波路型分光器１００と同様に、高機能であって小型化に適するとともに、光検出素子アレイ１２０が出力する電流信号に迷光によるノイズ成分が含まれることが抑制または防止される。

【0092】

（実施形態８）
図１１は、実施形態８に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。導波路型分光器１００Ｇでは、導波路基板１１０Ｇに、遮光溝１１０ｃ１、１１０ｃ２～１１０ｃｎ－１、１１０ｃｎが設けられている点で図７に示す導波路型分光器１００Ｃとは異なる。

【0093】

遮光溝１１０ｃ１、１１０ｃ２～１１０ｃｎ－１、１１０ｃｎは、第２側面１１０ｂから見て、光検出素子アレイ１２０においてＡＷＧ３１、３２～３ｎ－１、３ｎからの分光光を受光する受光領域１２１、１２２～１２ｎ－１、１２ｎを覆うように設けられている。遮光溝１１０ｃ１、１１０ｃ２～１１０ｃｎ－１、１１０ｃｎは、導波路基板１１０Ｇの表面からｚ方向における負の向きに、ＡＷＧ３１、３２～３ｎ－１、３ｎよりも深い位置まで達するように設けられている。

【0094】

このように構成された導波路型分光器１００Ｇにおいても、導波路型分光器１００と同様に、高機能であって小型化に適するとともに、光検出素子アレイ１２０が出力する電流信号に迷光によるノイズ成分が含まれることが抑制または防止される。

【0095】

また、導波路型分光器１００Ｇでは、遮光溝１１０ｃ１、１１０ｃ２～１１０ｃｎ－１によって、第２側面１１０ｂ側から入力した迷光が遮光されるので、光検出素子アレイ１２０が出力する電流信号に迷光によるノイズ成分が含まれることがさらに抑制または防止される。

【0096】

（実施形態９）
図１２は、実施形態９に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。導波路型分光器１００Ｈは、図１に示す導波路型分光器１００の構成において、ＡＷＧ３１～３ｎをＡＷＧ３Ｈ１、３Ｈ２～３Ｈｋ－１、３Ｈｋに置き換えた構成を有する。ここで、ｋは４以上の偶数とする。

【0097】

ＡＷＧ３Ｈ１、３Ｈ２は、１つの入力側スラブ導波路３ａを共有している。また、同様に、ＡＷＧ３Ｈｋ－１、３Ｈｋも、１つの入力側スラブ導波路３ａを共有している。このように、導波路型分光器１００Ｈでは、ＡＷＧ３Ｈｊ、３Ｈｊ＋１が、１つの入力側スラブ導波路３ａを共有している。ここで、ｊは１以上（ｋ－１）以下の整数である。ＡＷＧ３ｊ、３ｊ＋１は、１つの入力側スラブ導波路を共有する第１アレイ導波路回折格子および第２アレイ導波路回折格子の一例である。

【0098】

このように構成された導波路型分光器１００Ｈにおいても、導波路型分光器１００と同様に、高機能であって小型化に適するとともに、光検出素子アレイ１２０が出力する電流信号に迷光によるノイズ成分が含まれることが抑制または防止される。また、導波路型分光器１００Ｈでは、２つのＡＷＧが１つの入力側スラブ導波路を共有しているので、導波路基板１１０の面積を小さくできる。

【0099】

（実施形態１０）
図１３は、実施形態１０に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。導波路型分光器１００Ｉは、図１に示す導波路型分光器１００と、導波路型分光器１００の導波路基板１１０を搭載するペルチェ素子１６０と、導波路型分光器１００に実装された温度検出素子１７０を備えている。温度検出素子１７０はたとえばサーミスタである。ペルチェ素子１６０は導波路基板と熱的に接触した温度調節素子の一例である。

【0100】

温度検出素子１７０は、導波路基板１１０の温度に応じた電気信号を外部の制御器Ｃに出力する。制御器Ｃは、公知のペルチェ素子制御器であって、温度検出素子１７０が検出した温度が所定の設定温度範囲に収まるようにペルチェ素子１６０に駆動電流を供給する。ペルチェ素子１６０は、制御器Ｃから駆動電流を供給され、導波路基板１１０を温度調節する。

【0101】

ここで、導波路基板１１０の分光特性は、導波路基板１１０の温度に応じて変化する。導波路型分光器１００Ｉでは、導波路基板１１０の温度を調節できる。これにより、導波路型分光器１００Ｉでは、たとえば導波路基板１１０の作製誤差による分光特性の所望特性からのずれを補正したり、導波路基板１１０の分光特性を可変にしたり、導波路基板１１０の分光特性を周囲温度によらず安定させたりすることができる。

【0102】

（実施形態１１）
図１４は、実施形態１１に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。導波路型分光器１００Ｊは、ｚ方向において２層に積層された導波路基板１１０Ｊ１、１１０Ｊ２と、光検出素子アレイ１２０Ｊと、導波路基板１１０Ｊ１、１１０Ｊ２のそれぞれに対応したレンズ１４０と、光分割部１８０とを備えている。導波路基板１１０Ｊ１、１１０Ｊ２は、積層された複数の導波路基板の一例である。

【0103】

導波路基板１１０Ｊ１、１１０Ｊ２は、上記実施形態１～９に係るいずれかの導波路基板である。導波路基板１１０Ｊ１、１１０Ｊ２は、分光特性が互いに同じものでも異なるものでもよい。

【0104】

光分割部１８０は、外部から入力された光Ｌ１を２分割して分割光Ｌ１１、Ｌ１２を生成し、分割光Ｌ１１、Ｌ１２のそれぞれを導波路基板１１０Ｊ１、１１０Ｊ２のそれぞれに出力する。光分割部１８０は、パワースプリッタや、ＰＢＳや、ＡＷＧなど、導波路型分光器１００Ｊの機能に応じて様々な要素にて構成される。

【0105】

光検出素子アレイ１２０Ｊは、導波路基板１１０Ｊ１、１１０Ｊ２のそれぞれの第１側面１１０Ｊ１ａ、１１０Ｊ２ａの取付領域に取り付けられている。導波路基板１１０Ｊ１、１１０Ｊ２のそれぞれのＡＷＧの出力側スラブ導波路と光検出素子アレイ１２０Ｊとは、第１側面１１０Ｊ１ａ、１１０Ｊ２ａにおいて対向している。光検出素子アレイ１２０Ｊは、ｚ方向に並んだ１次元アレイ１２１Ｊ、１２２Ｊを有している。１次元アレイ１２１Ｊ、１２２Ｊは、導波路基板１１０Ｊ１、１１０Ｊ２のそれぞれの分光方向であるＹ方向に沿って配列された複数の光検出素子が成す１次元アレイである。１次元アレイ１２１Ｊは導波路基板１１０Ｊ１と対向する位置に設けられており、１次元アレイ１２２Ｊは導波路基板１１０Ｊ２と対向する位置に設けられている。光検出素子アレイ１２０Ｊは、導波路基板１１０Ｊ１、１１０Ｊ２のそれぞれからの分光光を受光し、これらの強度に応じた電流信号を外部に出力する。この電流信号から、入力された光Ｌ１に関する分光データを得ることができる。

【0106】

この導波路型分光器１００Ｊによれば、光Ｌ１を２つの導波路基板１１０Ｊ１、１１０Ｊ２によって分光し、これらの分光データを同時に得ることができる。なお、導波路基板１１０Ｊ１、１１０Ｊ２は実施形態に係るいずれかの導波路基板なので、高機能であって小型である。したがって、導波路型分光器１００Ｊはより高機能で小型である。

【0107】

（実施形態１２）
図１５は、実施形態１２に係る導波路型分光器の模式的な構成図である。導波路型分光器１００Ｋは、ｚ方向において２層に積層された導波路基板１１０Ｋ１、１１０Ｋ２と、光検出素子アレイ１２０Ｋと、導波路基板１１０Ｋ１、１１０Ｋ２のそれぞれに対応したレンズ１４０と、光スイッチ１９０とを備えている。導波路基板１１０Ｋ１、１１０Ｋ２は、積層された複数の導波路基板の一例である。

【0108】

導波路基板１１０Ｋ１、１１０Ｋ２は、上記実施形態１～９に係るいずれかの導波路基板である。導波路基板１１０Ｋ１、１１０Ｋ２は、分光特性が互いに同じものでも異なるものでもよい。

【0109】

光スイッチ１９０は、外部からの制御によって、外部から入力された光Ｌ１の経路を切り換えて、導波路基板１１０Ｋ１、１１０Ｋ２のいずれかに出力する。図１では、光Ｌ１を導波路基板１１０Ｋ１に出力する場合が示されている。光スイッチ１９０は、たとえばマッハツェンダ干渉型の光スイッチである。

【0110】

光検出素子アレイ１２０Ｋは、導波路基板１１０Ｋ１、１１０Ｋ２のそれぞれの第１側面１１０Ｋ１ａ、１１０Ｋ２ａの取付領域に取り付けられている。導波路基板１１０Ｋ１、１１０Ｋ２のそれぞれのＡＷＧの出力側スラブ導波路と光検出素子アレイ１２０Ｋとは、第１側面１１０Ｋ１ａ、１１０Ｋ２ａにおいて対向している。光検出素子アレイ１２０Ｋは、１次元アレイ１２１Ｋを有している。１次元アレイ１２１Ｋは、導波路基板１１０Ｊ１、１１０Ｊ２のそれぞれの分光方向であるＹ方向に沿って配列された複数の光検出素子が成す１次元アレイである。１次元アレイ１２１Ｋは導波路基板１１０Ｋ１および導波路基板１１０Ｋ２と対向する位置に設けられている。光検出素子アレイ１２０Ｋは、導波路基板１１０Ｋ１、１１０Ｋ２のいずれかからの分光光を受光し、これらの強度に応じた電流信号を外部に出力する。この電流信号から、入力された光Ｌ１に関する分光データを得ることができる。

【0111】

この導波路型分光器１００Ｊによれば、光スイッチ１９０の切り換え動作によって、光Ｌ１を２つの導波路基板１１０Ｋ１、１１０Ｋ２によって分光し、これらの分光データを得ることができる。なお、導波路基板１１０Ｋ１、１１０Ｋ２は実施形態に係るいずれかの導波路基板なので、高機能であって小型である。したがって、導波路型分光器１００Ｋはより高機能で小型である。さらに、導波路型分光器１００Ｊはｚ方向に薄型にできる。

【0112】

なお、上記実施形態において、複数のＡＷＧの少なくとも一つ（たとえば第１アレイ導波路回折格子）が、入力される光がＴＥモードの場合に最適に動作するように設計されていてもよいし、複数のＡＷＧの少なくとも別の一つ（たとえば第２アレイ導波路回折格子）が、入力される光がＴＭモードの場合に最適に動作するように設計されていてもよい。たとえば、第１アレイ導波路回折格子がＴＥモードに対して中心波長が設計され、第２アレイ導波路回折格子がＴＭモードに対して中心波長が設計されていてもよい。このような導波路型分光器であれば、光Ｌ１としてＴＥモードの光が入力された場合もＴＭモードの光が入力された場合も好適な分光特性が得られる。また、光分割部をＰＢＳで構成すれば、任意の偏波状態の光Ｌ１が入力された場合でも、これをＴＥモードの光とＴＭモードの光とに分割し、それぞれの光を最適なＡＷＧで分光できる。

【0113】

また、上記実施形態において、半導体基板に集積される光分割部を、入力された光の経路を切り換えて、複数のＡＷＧの入力側スラブ導波路のいずれかに出力する光分岐部に置き換えてもよい。このような光分岐部は、たとえば光スイッチであり、たとえばマッハツェンダ型の光スイッチである。

【0114】

また、上記実施形態では、光入力部が第１側面または第２側面に設けられているが、導波路基板の他の側面に設けられてもよい。

【0115】

また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。たとえば、上記の第１～第４導波路のいずれか２つ以上が、同一の導波路基板に設けられていてもよい。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0116】

１、１Ｃ ：光入力部
２、２Ａ、２Ｂ、１８０：光分割部
３ａ、３Ａａ ：入力側スラブ導波路
３ｂ、３Ａｂ ：アレイ導波路
３ｃ、３Ａｃ ：出力側スラブ導波路
４１～４ｎ ：第１導波路
５１、５２ ：第２導波路
６１ ：第３導波路
７１ ：第４導波路
７１ａ、７１ｂ：入出力部
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇ、１００Ｈ、１００Ｉ、１００Ｊ、１００Ｋ：導波路型分光器
１１０、１１０Ｇ、１１０Ｊ１、１１０Ｊ２、１１０Ｋ１、１１０Ｋ２ 導波路基板
１１０ａ、１１０Ｊ１ａ、１１０Ｊ２ａ、１１０Ｋ１ａ、１１０Ｋ２ａ：第１側面
１１０ａ１ ：取付領域
１１０ｂ ：第２側面
１１０ｂ１ ：投影領域
１１０ｃ１、１１０ｃ２：遮光溝
１２０、１２０Ｂ、１２０Ｊ、１２０Ｋ：光検出素子アレイ
１２０Ｂ１ ：第１受光領域
１２０Ｂ２ ：第２受光領域
１２１～１２ｎ ：受光領域
１２１Ｂ、１２１Ｂ１ａ、１２１Ｂ１ｂ、１２１Ｂ２ａ、１２１Ｂ２ｂ：光検出素子
１２１Ｊ、１２２Ｊ、１２１Ｋ ：１次元アレイ
１３０、１５１、１５２、１５３：光ファイバ
１４０ ：レンズ
１５０ ：光ファイバブロック
１５４ ：光ファイバアレイ
１５５ ：保持部
１６０ ：ペルチェ素子
１７０ ：温度検出素子
１９０ ：光スイッチ
３１～３ｎ、３Ａ、３Ｂ ：ＡＷＧ
Ｃ ：制御器
Ｌ１ ：光
Ｌ２１～Ｌ２ｎ、Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂ：分割光
Ｌ３１～Ｌ３ｎ、Ｌ３Ａ、Ｌ３Ｂ：分光光
ＷＲ１、ＷＲ１００、ＷＲＡ：動作波長範囲

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】