JP2000131544A - Ｙ分岐光導波路 - Google Patents
Ｙ分岐光導波路Info
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- JP2000131544A JP2000131544A JP10302197A JP30219798A JP2000131544A JP 2000131544 A JP2000131544 A JP 2000131544A JP 10302197 A JP10302197 A JP 10302197A JP 30219798 A JP30219798 A JP 30219798A JP 2000131544 A JP2000131544 A JP 2000131544A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 分岐角度を比較的大きく設定しても損失が小
さく、かつ小型化が可能で、しかも製造容易なＹ分岐光
導波路が得られるようにする。 【解決手段】 基板には、所定の屈折率n0を有するクラ
ッド２と、このクラッド２に囲まれて所定の屈折率n
1(＞n0)を有するコア４とが形成され、コア４は、入射
路１０がその途中でＹ字形に２分岐されてそれぞれ出射
路１２，１２として形成されており、入射路１０と出射
路１２，１２は全て同じ路幅aを有し、また、各出射路
１２，１２が入射路１０から分岐する基端部分の谷中央
に凹状の窪み１６が形成され、かつ、基端部分の左右外
側にそれぞれ突起部２２，２２が外方に張り出して形成
されている。
さく、かつ小型化が可能で、しかも製造容易なＹ分岐光
導波路が得られるようにする。 【解決手段】 基板には、所定の屈折率n0を有するクラ
ッド２と、このクラッド２に囲まれて所定の屈折率n
1(＞n0)を有するコア４とが形成され、コア４は、入射
路１０がその途中でＹ字形に２分岐されてそれぞれ出射
路１２，１２として形成されており、入射路１０と出射
路１２，１２は全て同じ路幅aを有し、また、各出射路
１２，１２が入射路１０から分岐する基端部分の谷中央
に凹状の窪み１６が形成され、かつ、基端部分の左右外
側にそれぞれ突起部２２，２２が外方に張り出して形成
されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｙ分岐光導波路に
係り、特には、分岐角度が大きくても損失(放射光損失
やモード変換損失など)の小さなＹ分岐の光導波路を容
易に製造するための技術に関する。
係り、特には、分岐角度が大きくても損失(放射光損失
やモード変換損失など)の小さなＹ分岐の光導波路を容
易に製造するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】光導波路は、周囲を低屈折率の媒質で囲
まれた領域の中を電磁波がその境界面で全反射を繰り返
しながら伝搬する光伝送路であり、ＳiＯ2等の基板に低
屈折率の媒質をクラッド、これよりも高屈折率の媒質を
コアとしてそれぞれ形成したものである。
まれた領域の中を電磁波がその境界面で全反射を繰り返
しながら伝搬する光伝送路であり、ＳiＯ2等の基板に低
屈折率の媒質をクラッド、これよりも高屈折率の媒質を
コアとしてそれぞれ形成したものである。
【０００３】このような光導波路の素子の一つとして、
コアをその途中でＹ字形に２分岐し、分岐前のコアを入
射路、分岐後のコアを出射路とした、いわゆるＹ分岐光
導波路がある。このＹ分岐光導波路は、光集積回路にお
ける光分岐器、光合波器、スイッチ、変調器等を構成す
る上で最も基本的な回路素子であり、その低損失化と小
型化が強く望まれている。
コアをその途中でＹ字形に２分岐し、分岐前のコアを入
射路、分岐後のコアを出射路とした、いわゆるＹ分岐光
導波路がある。このＹ分岐光導波路は、光集積回路にお
ける光分岐器、光合波器、スイッチ、変調器等を構成す
る上で最も基本的な回路素子であり、その低損失化と小
型化が強く望まれている。
【０００４】この種のＹ分岐光導波路として、従来、た
とえば図７に示すような各種の構造のものが提案されて
いる。
とえば図７に示すような各種の構造のものが提案されて
いる。
【０００５】図７(a)に示すものは、クラッド(屈折率
n0)で囲まれたコア(屈折率n1)をＹ字形に単純に所定の
分岐角度θで２分岐したもので、入射路１０の路幅aと
分岐後の２つの各出射路１２，１２の路幅aとが等しく
設定されている(以下、従来例１と称する)。
n0)で囲まれたコア(屈折率n1)をＹ字形に単純に所定の
分岐角度θで２分岐したもので、入射路１０の路幅aと
分岐後の２つの各出射路１２，１２の路幅aとが等しく
設定されている(以下、従来例１と称する)。
【０００６】図７(b)に示すものは、クラッド(屈折率
n0)で囲まれたコア(屈折率n1)をＹ字形に２分岐する際
に、入射路１０の路幅a1よりも出射路１２，１２の路幅
a2を狭く(a1＞a2)設定するとともに、出射路１２，１２
が入射路１０から分岐する基端部分の谷中央に凹状の窪
み１６が形成されている(以下、従来例２と称する)。こ
の構造のものは、たとえば、Ｚ.Ｗeissman et al.“Ｖe
ry low-loss Ｙ−junction power divider”Ｏpt.Ｌet
t.，vol.１４，no.５，pp.２９３-２９５，Ｍarch１９
８９の文献に記載されている。
n0)で囲まれたコア(屈折率n1)をＹ字形に２分岐する際
に、入射路１０の路幅a1よりも出射路１２，１２の路幅
a2を狭く(a1＞a2)設定するとともに、出射路１２，１２
が入射路１０から分岐する基端部分の谷中央に凹状の窪
み１６が形成されている(以下、従来例２と称する)。こ
の構造のものは、たとえば、Ｚ.Ｗeissman et al.“Ｖe
ry low-loss Ｙ−junction power divider”Ｏpt.Ｌet
t.，vol.１４，no.５，pp.２９３-２９５，Ｍarch１９
８９の文献に記載されている。
【０００７】図７(c)に示すものは、クラッド(屈折率
n0)で囲まれたコア(屈折率n1)をＹ字形に２分岐する際
に、入射路１０の路幅を分岐部分において拡幅し、その
拡幅部１８から出射路１２，１２を延出している。その
場合、両出射路１２，１２は、拡幅部１８の外端側から
所定の距離wだけ内側に入り込んだ箇所から引き出さ
れ、それらの各出射路１２，１２の拡幅部１８側の基端
部分は、入射路１０と平行して(つまり、分岐角度θ＝
０)形成されている(以下、従来例３と称する)。この構
造のものは、たとえば、松浦 他、“新構造Ｙ分岐素子
の低損失化”１９９４年電子情報通信学会春季大会、Ｃ
-３３０. p４-３２７の文献に記載されている。
n0)で囲まれたコア(屈折率n1)をＹ字形に２分岐する際
に、入射路１０の路幅を分岐部分において拡幅し、その
拡幅部１８から出射路１２，１２を延出している。その
場合、両出射路１２，１２は、拡幅部１８の外端側から
所定の距離wだけ内側に入り込んだ箇所から引き出さ
れ、それらの各出射路１２，１２の拡幅部１８側の基端
部分は、入射路１０と平行して(つまり、分岐角度θ＝
０)形成されている(以下、従来例３と称する)。この構
造のものは、たとえば、松浦 他、“新構造Ｙ分岐素子
の低損失化”１９９４年電子情報通信学会春季大会、Ｃ
-３３０. p４-３２７の文献に記載されている。
【０００８】図７(d)に示すものは、クラッド(屈折率
n0)で囲まれたコアをＹ字形に２分岐する際に、入射路
１０の路幅aと２つの出射路１２，１２の路幅aとを等し
く設定するとともに、入射路１０と各出射路１２，１２
との節となる部分２０の屈折率n2を入射路１０および出
射路１２，１２の屈折率n1と異ならせ(n2＜n1)、導波モ
ードと放射モードの変換を利用した、いわゆるアンテナ
結合形の光導波路である。この構造のものは、たとえ
ば、Ｏ.Ｈanaizumi et al.“Ｗide Ｙ−junction with
low losses in three-dimensional dielectric optical
waveguides，”ＩＥＥＥ Ｊ.Ｑuantum Ｅlectron.，vo
l.２１，no.２，pp.１６８-１７３，Ｆeb.１９８５の文
献に記載されている。
n0)で囲まれたコアをＹ字形に２分岐する際に、入射路
１０の路幅aと２つの出射路１２，１２の路幅aとを等し
く設定するとともに、入射路１０と各出射路１２，１２
との節となる部分２０の屈折率n2を入射路１０および出
射路１２，１２の屈折率n1と異ならせ(n2＜n1)、導波モ
ードと放射モードの変換を利用した、いわゆるアンテナ
結合形の光導波路である。この構造のものは、たとえ
ば、Ｏ.Ｈanaizumi et al.“Ｗide Ｙ−junction with
low losses in three-dimensional dielectric optical
waveguides，”ＩＥＥＥ Ｊ.Ｑuantum Ｅlectron.，vo
l.２１，no.２，pp.１６８-１７３，Ｆeb.１９８５の文
献に記載されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図７(a)〜
(d)に示した従来構成のＹ分岐光導波路は、それぞれ次
の問題がある。
(d)に示した従来構成のＹ分岐光導波路は、それぞれ次
の問題がある。
【００１０】(１) 図７(a)の従来例１のものは、入射
路１０を単純にＹ字形に小さな分岐角度θでもって分岐
しており、素子の小型化のために分岐角度θを大きく設
定しようとすると、これに伴って損失が増加する。特
に、分岐角度θが１°以上の広角度になると放射光損失
が極めて大きくなる。また、入射路１０と出射路１２，
１２を有するコアは反応性イオンエッチング等の手法に
より形成されるが、上記のような鋭角の部分があると、
その部分が鈍り易くシャープにならないので、損失が増
加したり、損失のばらつきが生じやすく製造が難しいと
いった不都合がある。
路１０を単純にＹ字形に小さな分岐角度θでもって分岐
しており、素子の小型化のために分岐角度θを大きく設
定しようとすると、これに伴って損失が増加する。特
に、分岐角度θが１°以上の広角度になると放射光損失
が極めて大きくなる。また、入射路１０と出射路１２，
１２を有するコアは反応性イオンエッチング等の手法に
より形成されるが、上記のような鋭角の部分があると、
その部分が鈍り易くシャープにならないので、損失が増
加したり、損失のばらつきが生じやすく製造が難しいと
いった不都合がある。
【００１１】(２) 図７(b)の従来例２のものは、出射
路１２，１２が入射路１０から分岐する基端部分の谷中
央に凹状の窪み１６を形成することにより、入射路１０
と出射路１２，１２の波面の整合を高めている。その結
果、入射路１０と出射路１２，１２のとの電磁界分布の
結合効率が高くなって従来例１(同図(a))のものよりも
損失は少なくなるものの、分岐角度θを大きく設定した
場合には、結合効率が劣化して依然として損失が増加す
る。
路１２，１２が入射路１０から分岐する基端部分の谷中
央に凹状の窪み１６を形成することにより、入射路１０
と出射路１２，１２の波面の整合を高めている。その結
果、入射路１０と出射路１２，１２のとの電磁界分布の
結合効率が高くなって従来例１(同図(a))のものよりも
損失は少なくなるものの、分岐角度θを大きく設定した
場合には、結合効率が劣化して依然として損失が増加す
る。
【００１２】しかも、この従来例２のものでは、入射路
１０と出射路１２，１２の各路幅a1,a2が同一でないた
め(a1≠a2)、他の回路を接続するような場合には、取り
扱いが難しくなる。
１０と出射路１２，１２の各路幅a1,a2が同一でないた
め(a1≠a2)、他の回路を接続するような場合には、取り
扱いが難しくなる。
【００１３】(３) 図７(c)の従来例３のものは、入射
路１０と出射路１２，１２との間の拡幅部１８で位相の
整合をとり、また、その拡幅部１８の出射路１２，１２
側の終端の距離wの部分で振幅の整合をとっているた
め、結合効率は高くなるが、各出射路１２，１２の拡幅
部１８側の基端部分は、入射路１０と平行して(つま
り、分岐角度θ＝０)形成されているので、両路１２，
１２を必要な距離だけ離間させて他の回路素子等を接続
できるようにするためには、出射路１２，１２の延長部
分を曲げる必要がある。その場合、損失を少なくする上
では、曲げ部分の曲率半径を極めて大きなものとせねば
ならない。そうすると、結果的に、素子全体の寸法が非
常に長くなってしまい、小型化の要求に十分応えられな
い。
路１０と出射路１２，１２との間の拡幅部１８で位相の
整合をとり、また、その拡幅部１８の出射路１２，１２
側の終端の距離wの部分で振幅の整合をとっているた
め、結合効率は高くなるが、各出射路１２，１２の拡幅
部１８側の基端部分は、入射路１０と平行して(つま
り、分岐角度θ＝０)形成されているので、両路１２，
１２を必要な距離だけ離間させて他の回路素子等を接続
できるようにするためには、出射路１２，１２の延長部
分を曲げる必要がある。その場合、損失を少なくする上
では、曲げ部分の曲率半径を極めて大きなものとせねば
ならない。そうすると、結果的に、素子全体の寸法が非
常に長くなってしまい、小型化の要求に十分応えられな
い。
【００１４】(４) 図７(d)に示す従来例４のものは、
アンテナ結合形のもので、分岐角度θが３°以上の大き
なものでも損失が少ないという利点があるものの、出射
路１２，１２の谷側が鋭角であり、しかも、３種類の屈
折率n0，n1，n2を使う必要があるため、製造が難しい。
アンテナ結合形のもので、分岐角度θが３°以上の大き
なものでも損失が少ないという利点があるものの、出射
路１２，１２の谷側が鋭角であり、しかも、３種類の屈
折率n0，n1，n2を使う必要があるため、製造が難しい。
【００１５】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、分岐角度を比較的大きく設定しても損
失が小さく、かつ小型化が可能で、しかも製造容易なＹ
分岐光導波路が得られるようにすることを課題とする。
なされたもので、分岐角度を比較的大きく設定しても損
失が小さく、かつ小型化が可能で、しかも製造容易なＹ
分岐光導波路が得られるようにすることを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、基板には、所定の屈折率n0を有するクラ
ッドと、このクラッドに囲まれて所定の屈折率n1(＞n0)
を有するコアとが形成され、前記コアは、入射路がその
途中でＹ字形に２分岐されてそれぞれ出射路として形成
されているＹ分岐光導波路において、次のようにしてい
る。
解決するため、基板には、所定の屈折率n0を有するクラ
ッドと、このクラッドに囲まれて所定の屈折率n1(＞n0)
を有するコアとが形成され、前記コアは、入射路がその
途中でＹ字形に２分岐されてそれぞれ出射路として形成
されているＹ分岐光導波路において、次のようにしてい
る。
【００１７】すなわち、本発明では、入射路と出射路と
は全て同じ路幅を有し、また、出射路が入射路から分岐
する基端部分の谷中央に凹状の窪みが形成され、かつ、
前記基端部分の左右外側にそれぞれ突起部が外方に張り
出して形成されている。
は全て同じ路幅を有し、また、出射路が入射路から分岐
する基端部分の谷中央に凹状の窪みが形成され、かつ、
前記基端部分の左右外側にそれぞれ突起部が外方に張り
出して形成されている。
【００１８】このように、Ｙ分岐の出射路側の基端部分
には、窪みと突起部とが共に形成されているため、結合
効率を高めることが容易で、分岐角度を大きく設定して
も損失を小さくすることができる。なお、窪みの大きさ
や突起部の長さは最適化により決定する。
には、窪みと突起部とが共に形成されているため、結合
効率を高めることが容易で、分岐角度を大きく設定して
も損失を小さくすることができる。なお、窪みの大きさ
や突起部の長さは最適化により決定する。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態に係る
Ｙ分岐光導波路を平面的に見た構造図である。
Ｙ分岐光導波路を平面的に見た構造図である。
【００２０】この実施形態のＹ分岐光導波路は、平板状
の基板を有し、この基板に所定の屈折率n0を有するクラ
ッド２と、このクラッド２に囲まれて所定の屈折率n
1(＞n0)を有するコア４とが形成されている。つまり、
このＹ分岐光導波路では、２種類の屈折率n1，n2のみが
用いられている。
の基板を有し、この基板に所定の屈折率n0を有するクラ
ッド２と、このクラッド２に囲まれて所定の屈折率n
1(＞n0)を有するコア４とが形成されている。つまり、
このＹ分岐光導波路では、２種類の屈折率n1，n2のみが
用いられている。
【００２１】上記のコア４は、入射路１０がその途中で
Ｙ字形に所定の分岐角度θでもって２分岐されてそれぞ
れ出射路１２，１２として形成されており、これらの入
射路１０と出射路１２，１２とは全て同一の路幅aを有
する。
Ｙ字形に所定の分岐角度θでもって２分岐されてそれぞ
れ出射路１２，１２として形成されており、これらの入
射路１０と出射路１２，１２とは全て同一の路幅aを有
する。
【００２２】また、各出射路１２，１２が入射路１０か
ら分岐する基端部分の谷中央に凹状の窪み１６が形成さ
れ、かつ、各出射路１２，１２の基端部分の左右外側に
それぞれ三角形状の突起部２２が外方に張り出して形成
されている。
ら分岐する基端部分の谷中央に凹状の窪み１６が形成さ
れ、かつ、各出射路１２，１２の基端部分の左右外側に
それぞれ三角形状の突起部２２が外方に張り出して形成
されている。
【００２３】上記の窪み１６は、波面の整合をとるため
のものであり、その窪み１６の深さhと幅dのパラメータ
によって波面の傾き具合が決定される。すなわち、窪み
１６の屈折率はコア４の屈折率n1よりも低く、クラッド
２の屈折率n0に等しいので、光はコア４の部分よりも速
く伝搬する。したがって、上記のパラメータh，dを適切
な値に設定することにより、波面を分岐後の各出射路１
２，１２の延びる方向と垂直となるように傾けることが
できる。
のものであり、その窪み１６の深さhと幅dのパラメータ
によって波面の傾き具合が決定される。すなわち、窪み
１６の屈折率はコア４の屈折率n1よりも低く、クラッド
２の屈折率n0に等しいので、光はコア４の部分よりも速
く伝搬する。したがって、上記のパラメータh，dを適切
な値に設定することにより、波面を分岐後の各出射路１
２，１２の延びる方向と垂直となるように傾けることが
できる。
【００２４】また、上記の突起部２２は、光が分岐され
る前の入射路１０における０次モードと分岐された後の
各出射路１２，１２における０次モードのフィールド分
布の整合を高めるために設けられており、その張り出し
幅wがパラメータとして作用する。
る前の入射路１０における０次モードと分岐された後の
各出射路１２，１２における０次モードのフィールド分
布の整合を高めるために設けられており、その張り出し
幅wがパラメータとして作用する。
【００２５】そして、突起部２２の先端と入射路１０の
外側を結ぶ傾斜部分の角度αも、分岐後に各出射路１
２，１２を伝搬する光の波面が出射路１２，１２の延び
る方向と垂直になるようにするためのパラメータとして
作用する。
外側を結ぶ傾斜部分の角度αも、分岐後に各出射路１
２，１２を伝搬する光の波面が出射路１２，１２の延び
る方向と垂直になるようにするためのパラメータとして
作用する。
【００２６】なお、入射路１０の末端から突起部２２ま
でに至る長さlは、上記の各パラメータa，θ，w，α，d
が決まれば一義的に定まる。
でに至る長さlは、上記の各パラメータa，θ，w，α，d
が決まれば一義的に定まる。
【００２７】このように、この実施形態では、Ｙ分岐さ
れた出射路１２側の基端部分に窪み１６と突起部２２と
を共に形成することにより、分岐角度θを大きく設定し
ても損失を小さくすることができる。なお、結合効率を
最も高めるためのパラメータは最適化により求める。
れた出射路１２側の基端部分に窪み１６と突起部２２と
を共に形成することにより、分岐角度θを大きく設定し
ても損失を小さくすることができる。なお、結合効率を
最も高めるためのパラメータは最適化により求める。
【００２８】なお、この実施形態では、分岐器を前提と
しているが、合波器を構成する場合には、出射路２２，
２２を入射路とし、入射路１０を出射路とすることは勿
論可能である。また、クラッド２とコア４が形成される
基板の材質は、ＳiＯ2などの石英系ガラスに限らず、多
成分系ガラスや合成樹脂、誘電体等であってもよい。コ
ア１０の伝搬モードは、シングルモードに限らず、マル
チモードであってもよい。
しているが、合波器を構成する場合には、出射路２２，
２２を入射路とし、入射路１０を出射路とすることは勿
論可能である。また、クラッド２とコア４が形成される
基板の材質は、ＳiＯ2などの石英系ガラスに限らず、多
成分系ガラスや合成樹脂、誘電体等であってもよい。コ
ア１０の伝搬モードは、シングルモードに限らず、マル
チモードであってもよい。
【００２９】
【実施例】図１に示した構成のＹ分岐光導波路は、実際
はx，y，zの各軸方向が有限幅の三次元形状をもつが、
ここではy軸方向の厚みを無限大とした二次元のスラブ
導波路に置き換え、入射路１０からＴＥ0モードの光を
入射して各出射路１２の互いに十分に離れた位置で分岐
した光を取り出した場合に、そのときの最低損失を与え
る各パラメータn0，n1，θ，a，d，h，w，αについて検
討した。なお、ここでは、クラッド２の屈折率n0を１.
５００、θ＝αとし、図２のＡ〜Ｄで示す各点で表され
る光導波路について検討する。なお、図２の縦軸は導波
路幅a(単位は入力光の真空中での波長)であり、横軸は
コア４の屈折率n1である。
はx，y，zの各軸方向が有限幅の三次元形状をもつが、
ここではy軸方向の厚みを無限大とした二次元のスラブ
導波路に置き換え、入射路１０からＴＥ0モードの光を
入射して各出射路１２の互いに十分に離れた位置で分岐
した光を取り出した場合に、そのときの最低損失を与え
る各パラメータn0，n1，θ，a，d，h，w，αについて検
討した。なお、ここでは、クラッド２の屈折率n0を１.
５００、θ＝αとし、図２のＡ〜Ｄで示す各点で表され
る光導波路について検討する。なお、図２の縦軸は導波
路幅a(単位は入力光の真空中での波長)であり、横軸は
コア４の屈折率n1である。
【００３０】図２中、Ａ〜Ｄ点で表された光導波路にお
いて、分岐角度θを０°〜４°の範囲で変化させた場合
について、それぞれ最小の損失を与えるパラメータθ，
α，h，d，wの最適値について調べた。
いて、分岐角度θを０°〜４°の範囲で変化させた場合
について、それぞれ最小の損失を与えるパラメータθ，
α，h，d，wの最適値について調べた。
【００３１】光ビーム伝搬の解析法としては、差分ビー
ム伝搬法を用い、最適化の手法としては共役分配法を用
いた。
ム伝搬法を用い、最適化の手法としては共役分配法を用
いた。
【００３２】各分岐角度θにおいて、各パラメータα，
h，d，wを最適値に設定したときの損失Ｌを求めた結果
を表１〜表４、および図３〜図６に示す。
h，d，wを最適値に設定したときの損失Ｌを求めた結果
を表１〜表４、および図３〜図６に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
【表３】
【００３６】
【表４】
【００３７】なお、表１および図３は図２のＡ点に、表
２および図４は図２のＢ点に、表３および図５は図２の
Ｃ点に、表４および図６は図２のＤ点にそれぞれ対応し
た結果である。また、これらの図３ないし図６には、図
７(a)に示した従来例１および図７(d)に示した従来例４
の各構成のものについて、同様に検討した結果を併せて
図示している。
２および図４は図２のＢ点に、表３および図５は図２の
Ｃ点に、表４および図６は図２のＤ点にそれぞれ対応し
た結果である。また、これらの図３ないし図６には、図
７(a)に示した従来例１および図７(d)に示した従来例４
の各構成のものについて、同様に検討した結果を併せて
図示している。
【００３８】表１〜表４、および図３〜図６から分かる
ように、図１に示す構成のＹ分岐光導波路は、分岐角度
θが大きいときでも極めて低損失であることが理解され
る。
ように、図１に示す構成のＹ分岐光導波路は、分岐角度
θが大きいときでも極めて低損失であることが理解され
る。
【００３９】実用上、このＹ分岐光導波路としての損失
は０.０５dＢ以下であることが望ましいので、かかる観
点から、最低損失を与える各パラメータn0，n1，θ，
a，d，h，w，αは、表１〜表４より、具体的に次のよう
に規定される。
は０.０５dＢ以下であることが望ましいので、かかる観
点から、最低損失を与える各パラメータn0，n1，θ，
a，d，h，w，αは、表１〜表４より、具体的に次のよう
に規定される。
【００４０】 n0＝１.５００、n1＝１.５０３、a＝
４λ(λは入力光の真空中での波長)の条件では、θ＝α
＝１.００〜１.７５、d＝１.９０〜３.８６、h＝４０.
４１〜５８.３４、w＝１.１８〜２.６０ n0＝１.５００、n1＝１.５０１５、a＝６λ(λは入
力光の真空中での波長)の条件では、θ＝α＝１.００〜
１.２５、d＝４.６４〜５.２１、h＝１１０.３３〜１２
０.４９、w＝２.８５〜３.４７ n0＝１.５００、n1＝１.５０３８、a＝４.３４８λ
(λは入力光の真空中での波長)の条件では、θ＝α＝
１.００〜２.００、d＝１.８０〜３.２２、h＝４２.９
８〜５３.１８、w＝１.１６〜２.１３ n0＝１.５００、n1＝１.５０３９、a＝５.１５４λ
(λは入力光の真空中での波長)の条件では、θ＝α＝
１.００〜２.００、d＝２.２３〜３.０１、h＝５８.２
０〜５８.２７、w＝１.９７〜２.１４
４λ(λは入力光の真空中での波長)の条件では、θ＝α
＝１.００〜１.７５、d＝１.９０〜３.８６、h＝４０.
４１〜５８.３４、w＝１.１８〜２.６０ n0＝１.５００、n1＝１.５０１５、a＝６λ(λは入
力光の真空中での波長)の条件では、θ＝α＝１.００〜
１.２５、d＝４.６４〜５.２１、h＝１１０.３３〜１２
０.４９、w＝２.８５〜３.４７ n0＝１.５００、n1＝１.５０３８、a＝４.３４８λ
(λは入力光の真空中での波長)の条件では、θ＝α＝
１.００〜２.００、d＝１.８０〜３.２２、h＝４２.９
８〜５３.１８、w＝１.１６〜２.１３ n0＝１.５００、n1＝１.５０３９、a＝５.１５４λ
(λは入力光の真空中での波長)の条件では、θ＝α＝
１.００〜２.００、d＝２.２３〜３.０１、h＝５８.２
０〜５８.２７、w＝１.９７〜２.１４
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、分岐角度を大きく設定
しても損失が小さいため小型化を図ることができる。し
かも、屈折率は２種類だけでかつ出射路の基端側の谷部
分が鋭角でないため製造が容易である。
しても損失が小さいため小型化を図ることができる。し
かも、屈折率は２種類だけでかつ出射路の基端側の谷部
分が鋭角でないため製造が容易である。
【図１】本発明の実施形態に係るＹ分岐光導波路を平面
的に見た構造図
的に見た構造図
【図２】図１の構成のＹ分岐光導波路におけるコアの屈
折率と導波路幅との関係を示す特性図
折率と導波路幅との関係を示す特性図
【図３】図２のＡ点で表された導波路における分岐角度
と損失との関係を示す特性図
と損失との関係を示す特性図
【図４】図２のＢ点で表された導波路における分岐角度
と損失との関係を示す特性図
と損失との関係を示す特性図
【図５】図２のＣ点で表された導波路における分岐角度
と損失との関係を示す特性図
と損失との関係を示す特性図
【図６】図２のＤ点で表された導波路における分岐角度
と損失との関係を示す特性図
と損失との関係を示す特性図
【図７】従来の各種のＹ分岐光導波路を平面的に見て示
す構造図
す構造図
２…クラッド、４…コア、１０…入射路、１２…出射
路、１６…窪み、２２…突起部、n0…クラッドの屈折
率、n1…コアの屈折率、θ…分岐角度、a…路幅、α，
d，h…パラメータ。
路、１６…窪み、２２…突起部、n0…クラッドの屈折
率、n1…コアの屈折率、θ…分岐角度、a…路幅、α，
d，h…パラメータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺澤 一彦 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 須藤 恭秀 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 Ｆターム(参考） 2H047 KA03 KA13 LA12 TA01 TA43
Claims (5)
- 【請求項１】 基板には、所定の屈折率n0を有するクラ
ッドと、このクラッドに囲まれて所定の屈折率n1(＞n0)
を有するコアとが形成され、前記コアは、入射路がその
途中でＹ字形に２分岐されてそれぞれ出射路として形成
されているＹ分岐光導波路において、 前記入射路と出射路とは全て同じ路幅を有し、また、前
記出射路が入射路から分岐する基端部分の谷中央に凹状
の窪みが形成され、かつ、前記基端部分の左右外側にそ
れぞれ突起部が外方に張り出して形成されていることを
特徴とするＹ分岐光導波路。 - 【請求項２】 請求項１記載のＹ分岐光導波路におい
て、 クラッドの屈折率をn0、コアの屈折率をn1、前記入射路
と出射路の路幅をa、窪みの幅をd、深さをh、突起部の
張り出し幅さをw、突起部の先端と入射路の外側とを結
ぶ傾斜部分の角度をαとしたとき、n0＝１.５００、n1
＝１.５０３、a＝４λ(λは入力光の真空中での波長)の
条件において、θ＝α＝１.００〜１.７５、d＝１.９０
〜３.８６、h＝４０.４１〜５８.３４、w＝１.１８〜
２.６０の各値に設定されていることを特徴とするＹ分
岐光導波路。 - 【請求項３】 請求項１記載のＹ分岐光導波路におい
て、 クラッドの屈折率をn0、コアの屈折率をn1、前記入射路
と出射路の路幅をa、窪みの幅をd、深さをh、突起部の
張り出し幅さをw、突起部の先端と入射路の外側とを結
ぶ傾斜部分の角度をαとしたとき、n0＝１.５００、n1
＝１.５０１５、a＝６λ(λは入力光の真空中での波長)
の条件において、θ＝α＝１.００〜１.２５、d＝４.６
４〜５.２１、h＝１１０.３３〜１２０.４９、w＝２.８
５〜３.４７の各値に設定されていることを特徴とする
Ｙ分岐光導波路。 - 【請求項４】 請求項１記載のＹ分岐光導波路におい
て、 クラッドの屈折率をn0、コアの屈折率をn1、前記入射路
と出射路の路幅をa、窪みの幅をd、深さをh、突起部の
張り出し幅さをw、突起部の先端と入射路の外側とを結
ぶ傾斜部分の角度をαとしたとき、n0＝１.５００、n1
＝１.５０３８、a＝４.３４８λ(λは入力光の真空中で
の波長)の条件において、θ＝α＝１.００〜２.００、d
＝１.８０〜３.２２、h＝４２.９８〜５３.１８、w＝
１.１６〜２.１３の各値に設定されていることを特徴と
するＹ分岐光導波路。 - 【請求項５】 請求項１記載のＹ分岐光導波路におい
て、 クラッドの屈折率をn0、コアの屈折率をn1、前記入射路
と出射路の路幅をa、窪みの幅をd、深さをh、突起部の
張り出し幅さをw、突起部の先端と入射路の外側とを結
ぶ傾斜部分の角度をαとしたとき、n0＝１.５００、n1
＝１.５０３９、a＝５.１５４λ(λは入力光の真空中で
の波長)の条件において、θ＝α＝１.００〜２.００、d
＝２.２３〜３.０１、h＝５８.２０〜５８.２７、w＝
１.９７〜２.１４の各値に設定されていることを特徴と
するＹ分岐光導波路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10302197A JP2000131544A (ja) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | Ｙ分岐光導波路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10302197A JP2000131544A (ja) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | Ｙ分岐光導波路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000131544A true JP2000131544A (ja) | 2000-05-12 |
Family
ID=17906113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10302197A Pending JP2000131544A (ja) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | Ｙ分岐光導波路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000131544A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9304370B2 (en) | 2012-08-09 | 2016-04-05 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide device |
-
1998
- 1998-10-23 JP JP10302197A patent/JP2000131544A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9304370B2 (en) | 2012-08-09 | 2016-04-05 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide device |
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