JP2007192927A - 2-dimensional photonic crystal waveguide - Google Patents

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Toshio Kamibayashi
利生 上林
Masato Morimoto
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an epoch-making two-dimensional photonic crystal waveguide that can reduce diffractive effect and that can suppress spread of an optical beam out in the air. <P>SOLUTION: Either the arrangement of rods or the shape of the rods themselves, or both the arrangement and the shape, are varied near the output end of a photonic crystal waveguide. Then, the output end of the waveguide is designed to have a structure in which, for example, an opening is expanded or equivalently expanded, in the two-dimensional photonic crystal waveguide. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、フォトニック結晶導波路からの出力光の制御に関するものである。   The present invention relates to control of output light from a photonic crystal waveguide.

フォトニック結晶は、屈折率の大きく異なる材料(半導体や誘電体など)を光(電磁波)の波長と同じ程度の周期で規則的に配列した人工の結晶で、光の伝播特性などを制御しようとするものである。   Photonic crystals are artificial crystals in which materials with significantly different refractive indexes (semiconductors, dielectrics, etc.) are regularly arranged with the same period as the wavelength of light (electromagnetic waves). To do.

特に、フォトニックバンドギャップ(PBG)と呼ばれる波長帯が出現するようにした結晶は、PBGが半導体の禁制帯に相当し、この領域では光はどの方向にも進むことができない性質を示す。   In particular, in a crystal in which a wavelength band called a photonic band gap (PBG) appears, PBG corresponds to a semiconductor forbidden band, and light does not travel in any direction in this region.

このフォトニック結晶中に規則性を壊す不純物を導入すると、半導体中の不純物準位と同じく、光はこの中を伝播できるようになる。これがいわゆるフォトニック結晶導波路(PBG導波路)で、光閉じ込めが強く極微小半径で鋭角に曲がる導波路が作れることから光集積回路などへの応用が期待されている。   When an impurity that breaks regularity is introduced into the photonic crystal, light can propagate in the photonic crystal, like the impurity level in the semiconductor. This is a so-called photonic crystal waveguide (PBG waveguide), which is expected to be applied to an optical integrated circuit and the like because it has a strong optical confinement and can make a waveguide with a very small radius and an acute angle.

ところで、従来のフォトニック結晶導波路は、例えば、半導体などの誘電体に正三角形の配置になるよう円筒の空孔(即ち、エアーロッド。以下、単純にロッドと呼ぶ。)を空けたフォトニック結晶のうち、一列の円筒部分を取り除くとこの部分に光が集中して導波することができるように構成したものであり、このフォトニック結晶導波路の出力端については、端面のロッド配置によって、図1(a)に図示した「Straight1」や、図1(b)に図示した「Straight2」などのタイプがある。   By the way, in the conventional photonic crystal waveguide, for example, a photonic in which a cylindrical hole (that is, an air rod, hereinafter simply referred to as a rod) is formed so as to be arranged in a regular triangle in a dielectric material such as a semiconductor. It is configured so that light can be concentrated and guided in this part of the crystal by removing one row of cylindrical parts. The output end of this photonic crystal waveguide is arranged by the rod arrangement on the end face. There are types such as “Stright1” illustrated in FIG. 1A and “Stright2” illustrated in FIG.

しかしながら、従来、フォトニック結晶導波路から光を取り出して光ファイバやフォトダイオードなどに入力しようとすると、いったん一様な空気中に放射されるため回折によって大きく広がってしまい、光ファイバやフォトダイオード等との結合効率が著しく低下するという問題があった。実際、フォトニック結晶導波路の出力端は、通常、図1(a)若しくは図1(b)のようなロッド配置であるが、出力端からのビーム放射パターンは、図2に図示したように、大きく広がっている(図1(a)のタイプでは56度程度の範囲にわたる広いビームとなって放射され、図1(b)のタイプでは、35度程度の範囲にわたる広いビームとなって放射される。)。   However, conventionally, when light is extracted from a photonic crystal waveguide and input to an optical fiber or a photodiode, the light is once radiated into uniform air, so that it is greatly expanded by diffraction, and an optical fiber, a photodiode, etc. There was a problem that the coupling efficiency with the remarkably decreased. Actually, the output end of the photonic crystal waveguide is usually a rod arrangement as shown in FIG. 1A or FIG. 1B, but the beam radiation pattern from the output end is as shown in FIG. In the type of FIG. 1 (a), it is emitted as a wide beam over a range of about 56 degrees, and in the type of FIG. 1 (b), it is emitted as a wide beam over a range of about 35 degrees. )

本発明は、上述のような問題点を解決すべく、出力端付近のロッドの形状と配置を変化させてフォトニック結晶導波路の出力端を構成し、例えばこの出力端の開口を大きくするか、例えばこの出力端の開口を等価的に大きくすることで、回折による影響を小さくし、空気中へ出た光ビームの広がりを抑えられる画期的な2次元フォトニック結晶導波路を提供することを課題とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention configures the output end of the photonic crystal waveguide by changing the shape and arrangement of the rod in the vicinity of the output end. To provide an epoch-making two-dimensional photonic crystal waveguide capable of reducing the influence of diffraction and suppressing the spread of the light beam emitted into the air by, for example, increasing the output end opening equivalently. Is an issue.

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。   The gist of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

フォトニック結晶導波路の出力端の近傍のロッドの配列,若しくはロッド自体の形状,若しくはその両方を変化させてこのフォトニック結晶導波路の出力端を構成したことを特徴とする2次元フォトニック結晶導波路に係るものである。   Two-dimensional photonic crystal characterized in that the output end of this photonic crystal waveguide is configured by changing the arrangement of rods near the output end of the photonic crystal waveguide, or the shape of the rod itself, or both This relates to a waveguide.

また、フォトニック結晶導波路の出力端の近傍のロッドの配列,若しくはロッド自体の形状,若しくはその両方を変化させてこのフォトニック結晶導波路の出力端の開口部を広げた構成としたことを特徴とする2次元フォトニック結晶導波路に係るものである。   In addition, the arrangement of the rods near the output end of the photonic crystal waveguide, or the shape of the rod itself, or both, was changed to widen the opening at the output end of the photonic crystal waveguide. The present invention relates to a characteristic two-dimensional photonic crystal waveguide.

また、フォトニック結晶導波路の出力端の近傍のロッドの配列,若しくはロッド自体の形状,若しくはその両方を変化させてこのフォトニック結晶導波路の出力端の開口部を等価的に広げた構成としたことを特徴とする2次元フォトニック結晶導波路に係るものである。   In addition, the arrangement of the output end of the photonic crystal waveguide is equivalently widened by changing the arrangement of the rods near the output end of the photonic crystal waveguide, the shape of the rod itself, or both. The present invention relates to a two-dimensional photonic crystal waveguide.

また、少なくともフォトニック結晶導波路の出力端の近傍のロッド自体の形状を楔形に変形させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の2次元フォトニック結晶導波路に係るものである。   4. The two-dimensional photonic crystal waveguide according to claim 1, wherein at least the shape of the rod itself in the vicinity of the output end of the photonic crystal waveguide is deformed into a wedge shape. 5. Is.

本発明は上述のように、フォトニック結晶導波路の出力端の近傍のロッドの配列,若しくはロッド自体の形状,若しくはその両方を変化させてこのフォトニック結晶導波路の出力端を構成したから、例えば、出力端の近傍のロッドの配列,若しくはロッド自体の形状,若しくはその両方を変化させて出力端の開口部を大きくした場合には、この端面の開口は導波路の幅に比べて、例えば数倍に大きくなっているので、その分回折の影響を小さくでき、よって、出力端からの出力光ビームの広がりを抑えることができる。   Since the present invention changes the arrangement of the rods near the output end of the photonic crystal waveguide or the shape of the rod itself, or both, as described above, the output end of this photonic crystal waveguide is configured. For example, when the opening of the output end is increased by changing the arrangement of the rods near the output end, or the shape of the rod itself, or both, the opening of the end face is, for example, compared to the width of the waveguide. Since it is several times larger, the influence of diffraction can be reduced accordingly, and thus the spread of the output light beam from the output end can be suppressed.

また、例えば、楔形ロッドを用いることによって、光ビームの径を滑らかに大きくすることができ、これは、電磁界のインピーダンスを導波路のインピーダンスから出力端開口のインピーダンスを経て外部空気のインピーダンスへと滑らかに効率よく変換したことに相当する。   In addition, for example, by using a wedge-shaped rod, the diameter of the light beam can be increased smoothly, which changes the impedance of the electromagnetic field from the impedance of the waveguide to the impedance of the external air through the impedance of the output end opening. This is equivalent to smooth and efficient conversion.

次に、例えば、出力端の近傍のロッドの配列,若しくはロッド自体の形状,若しくはその両方を変化させて出力端の開口部を等価的に大きくした場合(例えば、楔形ロッドを複数本、テーパー状に楔尖端を導波路に向けて配置した構成とした場合)には、この部分から光は効率よく導波路外へテーパー状に漏れ出し、大きく広がって出力端に到達する。これは外部へ光が出射するときの開口が、等価的に大きくなったことに相当し、上述のように出力端の開口部を実際に大きくした場合と同様、開口部を等価的に大きくしたことにより、その分回折の影響を小さくでき、よって、出力光の広がりが押さえられる。   Next, for example, when the arrangement of the rods near the output end, or the shape of the rod itself, or both are changed to make the opening of the output end equivalent (for example, multiple wedge-shaped rods, tapered) In this case, the light efficiently leaks out of the waveguide in a tapered shape and greatly spreads to reach the output end. This is equivalent to the fact that the opening when light is emitted to the outside is equivalently enlarged, and the opening is made equivalently large as in the case where the opening at the output end is actually enlarged as described above. Accordingly, the influence of diffraction can be reduced correspondingly, and thus the spread of output light can be suppressed.

好適と考える本発明の実施形態(発明をどのように実施するか)を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。   Embodiments of the present invention that are considered suitable (how to carry out the invention) will be briefly described with reference to the drawings, illustrating the operation of the present invention.

フォトニック結晶導波路の出力端の近傍のロッドの配列,若しくはロッド自体の形状,若しくはその両方を変化させてこのフォトニック結晶導波路の出力端を構成する。   The output end of the photonic crystal waveguide is configured by changing the arrangement of the rods near the output end of the photonic crystal waveguide and / or the shape of the rod itself.

例えば、図4に図示したように、このフォトニック結晶導波路の出力端の出力口を大きくする。具体的には、出力端付近でロッド(エアーロッド)をテーパー状に取り去り、開口を徐々に大きくする。(更に具体的には、例えば、図4に図示したように、楔形のロッドを導波路と平行に長さを変えて上下に3本ずつ配置する。)。   For example, as shown in FIG. 4, the output port of the output end of this photonic crystal waveguide is enlarged. Specifically, the rod (air rod) is removed in the vicinity of the output end in a tapered shape, and the opening is gradually enlarged. (To be more specific, for example, as shown in FIG. 4, three wedge-shaped rods are arranged in the vertical direction with the length changed parallel to the waveguide.)

これにより、導波路からこの変換部分に到達した光は楔形ロッドに沿って滑らかに広がり出力端面に到達する。   As a result, the light reaching the conversion portion from the waveguide spreads smoothly along the wedge-shaped rod and reaches the output end face.

それに応じて回折の影響が小さくなり、よって、出力光ビームの広がりを小さく抑えることができる。   Accordingly, the influence of diffraction is reduced, and therefore the spread of the output light beam can be kept small.

また、例えば、図6(a)、図6(b)に図示したように、フォトニック結晶導波路の出力端の出力口を等価的に大きくする(具体的には、例えば図6に図示したように、楔形のロッドの尖端が導波路に向くように複数本ずつ(図6(a)では12本、図6(b)では10本)上下に配置して、出力端付近で光が導波路から上下へ漏れ広がるようにしたものである。   Further, for example, as illustrated in FIGS. 6A and 6B, the output port of the output end of the photonic crystal waveguide is equivalently enlarged (specifically, for example, illustrated in FIG. 6). In this way, multiple wedges (12 in FIG. 6A, 10 in FIG. 6B) are arranged vertically so that the tip of the wedge-shaped rod faces the waveguide, and light is guided near the output end. It is designed to spread vertically from the waveguide.

このように、例えば、導波されてきた光が導波路外へ効率よく漏れ広がって出力端に到達するように構成することで、この部分から光は効率よく導波路外へテーパー状に漏れ出し、大きく広がって出力端に到達することとなる。即ち、これは外部へ光が出射するときの開口が、等価的に大きくなったことに相当し、このように等価的に大きな開口部を実現し、それに応じて回折の影響が小さくでき、よって、出力光ビームの広がりを小さく抑えることができる。   In this way, for example, by configuring so that the guided light efficiently leaks out of the waveguide and reaches the output end, the light efficiently leaks out of the waveguide in a tapered shape. , Will spread greatly and reach the output end. In other words, this corresponds to the fact that the opening when light is emitted to the outside is equivalently large, and thus an equivalently large opening is realized, and the influence of diffraction can be reduced accordingly. The spread of the output light beam can be kept small.

尚、例えば、光を効率よく導波路外へ漏れ出させるために上述のように楔形ロッドを用いたが、この場合、ロッドの大きさを一つ一つ変える必要はなく同じものを用いても十分目的を達成できる。このようにすると出力端面からの放射パターンは、例えば、図7(a)、図7(b)に示すようになり、出力光ビームの広がりは16度から12度程度に抑えられる。   For example, in order to efficiently leak light out of the waveguide, the wedge-shaped rod is used as described above. However, in this case, it is not necessary to change the size of each rod, and the same rod may be used. The goal can be achieved sufficiently. In this way, the radiation pattern from the output end face becomes, for example, as shown in FIGS. 7A and 7B, and the spread of the output light beam is suppressed to about 16 to 12 degrees.

尚、上記のように例えば出力端の開口部を広げた構成とした場合と、例えば出力端の開口部を等価的に広げた構成とした場合とでは、光ビームの広がり方が異なる原因は次のように考えられる。   As described above, for example, the configuration in which the opening at the output end is widened and the case in which the opening at the output end is equivalently widened, for example, are caused by the following differences in how the light beam spreads: It seems like.

例えば出力端の開口部を広げた構成とした場合、テーパー状に広がっている部分にはロッドがなく図8に示すように出力端からの反射光と入射光が干渉することによって光の分布が乱れている。それに対し、例えば出力端の開口部を等価的に広げた構成とした場合、図9及び図10に示すように光がテーパー状に漏れ出している部分にも楔形ロッドが在るので端面からの反射光と入射光が強く干渉することがなく平均的に分布している。この光分布の違いが出力光ビームの広がりの違い生じさせ、より均一な分布を持つ上記の例えば出力端の開口部を等価的に広げた構成の方がビーム広がりはより狭くなったと考えられる。   For example, when the opening at the output end is widened, there is no rod in the taper-shaped portion, and the light distribution is caused by interference between the reflected light from the output end and the incident light as shown in FIG. It is confused. On the other hand, for example, when the opening at the output end is equivalently widened, the wedge-shaped rod is also present in the portion where the light leaks in a tapered shape as shown in FIGS. The reflected light and the incident light are distributed on average without strong interference. This difference in the light distribution causes a difference in the spread of the output light beam, and the beam spread is considered to be narrower in the above-described configuration in which, for example, the opening at the output end having a more uniform distribution is equivalently widened.

本発明の具体的な実施例1について図面に基づいて説明する。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図4に示すように、三角格子エアーロッド2次元フォトニック結晶導波路の出力端付近で、通常の円形エアーロッドを複数本取り去り、周囲のロッドを楔形ロッドに変形する。   As shown in FIG. 4, in the vicinity of the output end of the triangular lattice air rod two-dimensional photonic crystal waveguide, a plurality of ordinary circular air rods are removed, and the surrounding rods are deformed into wedge-shaped rods.

ロッドの形状を変える手段としては、図3(a)の通常の円形ロッドに図3(b)の液滴型ロッドを重ねて図3(c)の様な楔形ロッドに変形する。   As a means for changing the shape of the rod, the droplet type rod shown in FIG. 3B is overlapped with the normal circular rod shown in FIG. 3A to be transformed into a wedge-shaped rod as shown in FIG.

このとき楔形ロッドの長さを変えて、導波路と平行かつ上下に対称に3本ずつ配置する。楔形ロッドの長さは導波路から離れるに従って長くなるように選んである。このようにしてロッドのない部分を出力端に向けてテーパー状に広げ、出力端での開口を大きくする。テーパーの広がり方は直線より放物線状とするのがよい。   At this time, the length of the wedge-shaped rod is changed, and three wedge rods are arranged parallel to the waveguide and symmetrically in the vertical direction. The length of the wedge rod is chosen to increase with distance from the waveguide. In this manner, the portion without the rod is tapered toward the output end, and the opening at the output end is enlarged. The direction of taper spread is preferably a parabola rather than a straight line.

このようにすると、導波路からこの変換部へ入ってきた光はテーパーに沿って広がるので出力端に到達したときは大きなビーム径になっている。従って大きなビーム径で外部へ放射され、その分出力光ビームの広がりは押さえられることになる。   In this way, the light that has entered the conversion section from the waveguide spreads along the taper, so that the beam diameter is large when it reaches the output end. Accordingly, the beam is emitted to the outside with a large beam diameter, and the spread of the output light beam is suppressed accordingly.

実際に、その放射パターンをシミュレーションしてみると図5に示すようにビーム広がり角の半値幅が21度程度に抑えられ、図2に示した通常の出力端からのビーム広がり角の半分以下になる。   Actually, when simulating the radiation pattern, the half width of the beam divergence angle is suppressed to about 21 degrees as shown in FIG. 5, and is less than half of the beam divergence angle from the normal output end shown in FIG. Become.

また導波路の広がり方は、懐中電灯の反射鏡と同じように放物線状に広がるのが望ましいが、楔形ロッドを用いずに円形ロッドだけでこの広がりを実現するのは、多くのロッドの大きさと位置の微妙な調整が必要となり難しい。しかし、本実施例のように、楔形ロッドを用いてその長さを調整すれば、放物線状の広がりを簡単に実現できる。   In addition, it is desirable that the waveguide spread in a parabolic manner as in the case of a flashlight reflector. However, it is not possible to use a wedge-shaped rod but to achieve this spread only with a circular rod. It is difficult to adjust the position finely. However, if the length is adjusted using a wedge-shaped rod as in this embodiment, a parabolic spread can be easily realized.

また、使用する楔形ロッドの数と長さ等のパラメータを調整することによって出力光ビームの広がりを制御することができる。即ち、さらに、楔形ロッドの大きさ、楔先端の半径、楔の向きを調整すれば導波路の広がり方を制御できるので、出力光ビームの広がりを制御することが可能となる。この例では楔形ロッドの数は上下に3本ずつとしたが、出力ビームの広がりをさらに制御したいときには、本数を必要に応じて増減しそれらの長さを調整すれば良い。   Further, the spread of the output light beam can be controlled by adjusting parameters such as the number and length of wedge-shaped rods used. That is, if the size of the wedge-shaped rod, the radius of the wedge tip, and the direction of the wedge are adjusted, the way in which the waveguide spreads can be controlled, so that the spread of the output light beam can be controlled. In this example, the number of wedge-shaped rods is three at the top and the bottom, but if it is desired to further control the spread of the output beam, the number of the wedge-shaped rods may be increased or decreased as necessary to adjust their length.

本発明の具体的な実施例2について図面に基づいて説明する。   A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図6(a)、図6(b)に示すように、三角配置エアーロッド2次元フォトニック結晶導波路の出力端付近で、通常の円形エアーロッドを楔形ロッドに変形する。このとき楔形ロッドを、尖端が導波路に垂直に向くよう10本または12本、テーパー状に導波路の上下に配置する。このときの楔形ロッドは全て同じ形でよく、ひとつひとつ長さ等を調整する必要はない。   As shown in FIGS. 6A and 6B, a normal circular air rod is deformed into a wedge-shaped rod in the vicinity of the output end of the triangularly arranged air rod two-dimensional photonic crystal waveguide. At this time, 10 or 12 wedge-shaped rods are arranged on the upper and lower sides of the waveguide in a tapered shape so that the tip ends perpendicular to the waveguide. In this case, all the wedge-shaped rods may have the same shape, and it is not necessary to adjust the length or the like one by one.

このようにすると、導波路からこの変換部に入ってきた光は楔形ロッドの部分で少しずつ外へ漏れだし出力端へは大きく広がって到達する。これは出力端の開口が、等価的に大きくなったことに相当し、その分出力光ビームの広がりが押さえられることになる。   In this way, the light that has entered the conversion section from the waveguide leaks out little by little at the wedge-shaped rod portion, and reaches the output end with a large spread. This corresponds to the fact that the opening at the output end is equivalently increased, and the spread of the output light beam is suppressed accordingly.

使用する楔形ロッドの数と長さ等のパラメータを調整することによって出力光ビームの広がりを制御することができる。   The spread of the output light beam can be controlled by adjusting parameters such as the number and length of wedge rods used.

実施例2と実施例1との相違は、出力端付近の変換部にロッドが在るか無いかである。出力端付近の変換部での光の分布の様子をシミュレーションしてみると、実施例1の分布が図8のようになっており、実施例2の分布が、図9及び図10のようになっている。   The difference between the second embodiment and the first embodiment is whether or not there is a rod in the converter near the output end. When simulating the state of the light distribution in the converter near the output end, the distribution of Example 1 is as shown in FIG. 8, and the distribution of Example 2 is as shown in FIGS. It has become.

図8ではテーパー状になっている変換部にロッドは無く、入射波と端面からの反射波が強く干渉して光の分布が乱れている。一方、図9、図10では変換部にも楔形ロッドが在るので入射波と反射波は大きく干渉することはなく光の分布もさほど乱れていない。従って出力光ビームの広がりも実施例1よりも押さえられている。   In FIG. 8, there is no rod in the tapered conversion part, and the incident wave and the reflected wave from the end face interfere strongly, and the light distribution is disturbed. On the other hand, in FIGS. 9 and 10, since the wedge-shaped rod is also present in the conversion unit, the incident wave and the reflected wave do not interfere greatly, and the light distribution is not so disturbed. Therefore, the spread of the output light beam is suppressed more than in the first embodiment.

尚、本発明は、実施例1,2に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。   The present invention is not limited to the first and second embodiments, and the specific configuration of each component can be designed as appropriate.

従来の直線フォトニック結晶導波路の出力端を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the output end of the conventional linear photonic crystal waveguide. 従来の直線フォトニック結晶導波路からの出力光の指向性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the directivity of the output light from the conventional linear photonic crystal waveguide. 実施例1に係るフォトニック結晶導波路の楔形のロッドの形成法を示す説明図であって、(a)は通常の円形ロッドを示し、(b)は、液滴形のロッドとそのパラメータを示し、(c)は楔形ロッドを示す図である。It is explanatory drawing which shows the formation method of the wedge-shaped rod of the photonic crystal waveguide which concerns on Example 1, Comprising: (a) shows a normal circular rod, (b) is a droplet-shaped rod and its parameter. (C) is a figure which shows a wedge-shaped rod. 実施例1に係るフォトニック結晶導波路の出力端付近で、導波路の上下3列のロッドをテーパー状(野球のホームベース状)に取り除き、斜めになっている周囲のロッドを楔形ロッドに変え、その長さを導波路から離れるに従って長くした構成を示す説明図であって、ロッドの長さを変える割合は、楔形ロッドの先端が放物線状になるようにしている。In the vicinity of the output end of the photonic crystal waveguide according to Example 1, the upper and lower three rows of rods of the waveguide are removed in a tapered shape (baseball home base shape), and the surrounding rods that are inclined are changed to wedge-shaped rods. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a configuration in which the length is increased as the distance from the waveguide increases, and the ratio of changing the length of the rod is such that the tip of the wedge-shaped rod becomes a parabolic shape. 実施例1に係る2次元フォトニック結晶導波路の出力端からの出力光の指向性を示す説明図であって、出力ビームの広がりは21度程度に抑えられていることを示している。It is explanatory drawing which shows the directivity of the output light from the output end of the two-dimensional photonic crystal waveguide which concerns on Example 1, Comprising: It has shown that the breadth of an output beam is restrained to about 21 degree | times. 実施例2に係る2次元フォトニック結晶導波路の出力端付近で、導波路の上下1列のロッドを取り除きさらにその上下4列を三角形の範囲で、円形ロッドから楔形ロッドに変えた構成を示す説明図であって、楔形ロッドは全て同じもので、端面でのロッドの配置の異なる図6(a)の構成と、図6(b)の構成とを示す。In the vicinity of the output end of the two-dimensional photonic crystal waveguide according to the second embodiment, the upper and lower rows of rods in the waveguide are removed, and the upper and lower rows are changed from a circular rod to a wedge-shaped rod within a triangular range. It is explanatory drawing, Comprising: All the wedge-shaped rods are the same, The structure of FIG. 6 (a) from which arrangement | positioning of the rod in an end surface differs, and the structure of FIG.6 (b) are shown. 実施例2の出力端からの出力光の指向性を示す説明図であって、図6(a)と、図6(b)夫々の出力端から出力される光の放射角度依存性、即ち出力の角度とその方向の強さを計算した図であり、図7(a)は、図6(a)のタイプの出力端の指向性を示すものでありビーム広がりは16度程度に抑えられていることを示し、図7(b)は、図6(b)のタイプの出力端の指向性を示すものでありビーム広がりは12度程度に抑えられていることを示す。It is explanatory drawing which shows the directivity of the output light from the output terminal of Example 2, Comprising: Radiation angle dependence of the light output from each output terminal of Fig.6 (a) and FIG.6 (b), ie, output FIG. 7 (a) shows the directivity of the output end of the type of FIG. 6 (a), and the beam divergence is suppressed to about 16 degrees. FIG. 7B shows the directivity of the output end of the type shown in FIG. 6B, and shows that the beam divergence is suppressed to about 12 degrees. 実施例1の出力端付近の光の分布(導波路の形状も重ねて示されている)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows light distribution (The shape of a waveguide is also shown overlapping) of the output end vicinity of Example 1. FIG. 実施例2の図6(a)のタイプの出力端付近の光の分布(導波路の形状も重ねて示されている)を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing light distribution (the shape of a waveguide is also shown superimposed) in the vicinity of the output end of the type of FIG. 実施例2の図6(b)のタイプの出力端付近の光の分布(導波路の形状も重ねて示されている)を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing the light distribution in the vicinity of the output end of the type of FIG.

Claims (4)

フォトニック結晶導波路の出力端の近傍のロッドの配列,若しくはロッド自体の形状,若しくはその両方を変化させてこのフォトニック結晶導波路の出力端を構成したことを特徴とする2次元フォトニック結晶導波路。   Two-dimensional photonic crystal characterized in that the output end of this photonic crystal waveguide is configured by changing the arrangement of rods near the output end of the photonic crystal waveguide, or the shape of the rod itself, or both Waveguide. フォトニック結晶導波路の出力端の近傍のロッドの配列,若しくはロッド自体の形状,若しくはその両方を変化させてこのフォトニック結晶導波路の出力端の開口部を広げた構成としたことを特徴とする2次元フォトニック結晶導波路。   The feature is that the opening of the output end of the photonic crystal waveguide is widened by changing the arrangement of the rods near the output end of the photonic crystal waveguide or the shape of the rod itself, or both. 2D photonic crystal waveguide. フォトニック結晶導波路の出力端の近傍のロッドの配列,若しくはロッド自体の形状,若しくはその両方を変化させてこのフォトニック結晶導波路の出力端の開口部を等価的に広げた構成としたことを特徴とする2次元フォトニック結晶導波路。   The structure of the output end of the photonic crystal waveguide is equivalently widened by changing the arrangement of the rods near the output end of the photonic crystal waveguide, the shape of the rod itself, or both. A two-dimensional photonic crystal waveguide characterized by 少なくともフォトニック結晶導波路の出力端の近傍のロッド自体の形状を楔形に変形させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の2次元フォトニック結晶導波路。   The two-dimensional photonic crystal waveguide according to any one of claims 1 to 3, wherein at least the shape of the rod itself in the vicinity of the output end of the photonic crystal waveguide is deformed into a wedge shape.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113629187A (en) * 2021-08-04 2021-11-09 北京航空航天大学 Photoelectric nerve synapse memristor
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