JP2001074955A - Photonic crystal waveguide - Google Patents

Photonic crystal waveguide

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JP2001074955A
JP2001074955A JP24607499A JP24607499A JP2001074955A JP 2001074955 A JP2001074955 A JP 2001074955A JP 24607499 A JP24607499 A JP 24607499A JP 24607499 A JP24607499 A JP 24607499A JP 2001074955 A JP2001074955 A JP 2001074955A
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waveguide
linear
photonic crystal
layer
stripe
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Japanese (ja)
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Susumu Noda
進 野田
Aronkaan Chuteinan
アロンカーン チュティナン
Daisuke Miyauchi
大助 宮内
Yoshikazu Narumiya
義和 成宮
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TDK Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-loss small-size waveguide using a three-dimensional photonic crystal. SOLUTION: The photonic crystal has stripe layers each having a plurality of linear bodies periodically arranged parallel to one another at a specified pitch in such a manner that the linear bodies in the n-th layer from one side are perpendicular to the linear bodies in the (n+1)-th layer, and linear bodies in the n-th layer are parallel to the linear bodies in the (n+2)-th layer, and the arrangement of the linear bodies in the n-th layer is shifted by a half of the specified pitch from that of the linear bodies in the (n+2)-th layer. In one layer of the photonic crystal not at either end of the crystal, at least part of at least one linear body is absent to form a linear defect, and the linear defect functions as a waveguide.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、3次元フォトニッ
ク結晶中に欠陥を設けることにより導波路を形成したフ
ォトニック結晶導波路に関する。
The present invention relates to a photonic crystal waveguide in which a waveguide is formed by providing a defect in a three-dimensional photonic crystal.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、フォトニック結晶と呼ばれる材料
が注目を集めている(例えば、Physical Review Letter
s vol.58.p2059-2062(1987)(文献1)、Japanese Jo
urnalof Applied Physics.vol.35,p909-912(1996)
(文献2))。フォトニック結晶とは、その内部に周期
的な屈折率分布をもつ結晶であり、フォトニックバンド
ギャップを形成することにより、自然放出光の制御等、
微小領域における自在な光の制御を可能とするものであ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, a material called a photonic crystal has attracted attention (eg, Physical Review Letter).
s vol.58.p2059-2062 (1987) (Reference 1), Japanese Jo
urnalof Applied Physics.vol.35, p909-912 (1996)
(Reference 2)). A photonic crystal is a crystal that has a periodic refractive index distribution inside it and forms a photonic band gap to control spontaneous emission light.
It is possible to freely control light in a minute area.

【0003】フォトニックバンドギャップを持つフォト
ニック結晶に欠陥を線状に導入すると、その欠陥に沿っ
て光が導波されるため、導波路として利用できる。
When a defect is linearly introduced into a photonic crystal having a photonic band gap, light is guided along the defect and can be used as a waveguide.

【0004】フォトニック結晶に欠陥を導入して導波路
を形成した例としては、Physical Review Letters. Vo
l.77,p3787-3790(1996)(文献3)、第46回応用物理
学関係連合講演会講演予稿集,29p-E-11(1999)(文献
4)がある。文献3は、2次元のフォトニック結晶に線
状欠陥を導入して形成した導波路の解析を行っており、
90°の曲げでも高い透過特性が得られることを示して
いる。文献4は、3次元のフォトニック結晶に線状欠陥
を導入して形成した導波路の解析を行っており、欠陥に
電界が集中することを示している。
An example of forming a waveguide by introducing a defect into a photonic crystal is described in Physical Review Letters.
l.77, p3787-3790 (1996) (Reference 3) and Proceedings of the 46th Joint Lecture on Applied Physics, 29p-E-11 (1999) (Reference 4). Reference 3 analyzes a waveguide formed by introducing a linear defect into a two-dimensional photonic crystal.
This shows that high transmission characteristics can be obtained even with a bending of 90 °. Reference 4 analyzes a waveguide formed by introducing a linear defect into a three-dimensional photonic crystal, and shows that an electric field concentrates on the defect.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】フォトニック結晶に線
状の欠陥を導入することにより導波路が形成されること
はよく知られているが、いかなる欠陥を導入するのが効
果的なのかは未だよく検討されていない。2次元のフォ
トニック結晶については文献3に示されるように検討さ
れているが、完全結晶であるために損失の少ない導波路
が期待される3次元結晶については、具体的には検討さ
れていない。文献4では、3次元フォトニック結晶に導
入した直線状導波路の解析を行っているが、欠陥の具体
的導入方法についての検討はなされていない。また、文
献4における解析は直線状導波路についてのみであり、
曲げあるいは分岐構造を導入した導波路に関しては解析
されていない。
It is well known that a waveguide is formed by introducing a linear defect into a photonic crystal, but it is still unclear what defect is effective to introduce a waveguide. Not well considered. A two-dimensional photonic crystal is studied as shown in Reference 3, but a three-dimensional crystal, which is expected to have a waveguide with little loss because it is a perfect crystal, is not specifically studied. . Literature 4 analyzes a linear waveguide introduced into a three-dimensional photonic crystal, but does not discuss a specific method for introducing defects. The analysis in Document 4 is only for a linear waveguide,
A waveguide with a bent or branched structure has not been analyzed.

【0006】本発明はこのような事情からなされたもの
である。本発明は、3次元フォトニック結晶を利用した
低損失で小型の導波路を提供することを目的とする。
The present invention has been made under such circumstances. An object of the present invention is to provide a low-loss and small-sized waveguide using a three-dimensional photonic crystal.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的は、下記(1)
〜(4)の本発明により達成される。 (1) 空気より屈折率の高い物質から構成される複数
の線状体が互いに平行に一定のピッチで周期的に配列し
てなるストライプ層を有し、このストライプ層が複数積
層され、一方の側からn番目のストライプ層における線
状体とn+1番目のストライプ層における線状体とが直
交しており、一方の側からn番目のストライプ層におけ
る線状体とn+2番目のストライプ層における線状体と
が平行であり、n番目のストライプ層における線状体の
配列が、n+2番目のストライプ層における線状体の配
列に対し、前記一定のピッチの半分だけずれているフォ
トニック結晶を有し、前記フォトニック結晶の一方およ
び他方のいずれの端部にも位置しない少なくとも1層の
ストライプ層において、少なくとも1つの線状体の少な
くとも一部が欠損して線状欠陥が形成されており、この
線状欠陥が導波路として機能するフォトニック結晶導波
路。 (2) 隣接する一対のストライプ層のそれぞれに前記
線状欠陥が存在し、一方のストライプ層の線状欠陥と他
方のストライプ層の線状欠陥とが重なって90°曲げ導
波路または分岐導波路を構成している上記(1)のフォ
トニック結晶導波路。 (3) 複数の前記90°曲げ導波路からなる螺旋状導
波路を有する上記(2)のフォトニック結晶導波路。 (4) 前記線状欠陥の存在するストライプ層から前記
フォトニック結晶の一方および他方のそれぞれの端部ま
での間に、5以上のストライプ層が存在する上記(1)
〜(3)のいずれかのフォトニック結晶導波路。
The above object is achieved by the following (1).
This is achieved by the present invention of (4). (1) It has a stripe layer in which a plurality of linear bodies composed of a substance having a higher refractive index than air are periodically arranged in parallel with each other at a constant pitch, and a plurality of such stripe layers are laminated. The linear body in the nth stripe layer from the side is orthogonal to the linear body in the (n + 1) th stripe layer, and the linear body in the nth stripe layer and the linear body in the (n + 2) th stripe layer from one side. A photonic crystal in which the body is parallel and the arrangement of the linear bodies in the n-th stripe layer is shifted from the arrangement of the linear bodies in the (n + 2) -th stripe layer by half of the predetermined pitch. At least a portion of at least one linear body is missing in at least one stripe layer that is not located at either one end of the photonic crystal and the other end thereof; A photonic crystal waveguide in which a linear defect is formed, and the linear defect functions as a waveguide. (2) The linear defect exists in each of a pair of adjacent stripe layers, and the linear defect of one stripe layer and the linear defect of the other stripe layer overlap each other to form a 90 ° bending waveguide or a branch waveguide. The photonic crystal waveguide according to (1) above, wherein (3) The photonic crystal waveguide according to the above (2), which has a spiral waveguide composed of a plurality of the 90 ° bent waveguides. (4) Five or more stripe layers exist between the stripe layer having the linear defect and one end of the photonic crystal and the other end thereof.
The photonic crystal waveguide according to any one of (1) to (3).

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】一般にフォトニック結晶とは、そ
の内部に周期的な屈折率分布をもつ光学材料である。フ
ォトニック結晶中では、固体結晶において原子核により
構成される周期的なポテンシャル分布によってバンドギ
ャップが形成されるのと同様な原理で、光子のエネルギ
ーに対してフォトニックバンドギャップが形成される。
その結果、フォトニックバンドギャップに相当するフォ
トンエネルギーをもつ光は、フォトニック結晶中を伝搬
しない。このような機能をもつフォトニック結晶は、超
小型光回路や光デバイスへの応用が期待されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In general, a photonic crystal is an optical material having a periodic refractive index distribution therein. In a photonic crystal, a photonic band gap is formed with respect to the energy of photons on the same principle as a band gap is formed by a periodic potential distribution composed of atomic nuclei in a solid crystal.
As a result, light having photon energy corresponding to the photonic band gap does not propagate through the photonic crystal. Photonic crystals having such a function are expected to be applied to ultra-small optical circuits and optical devices.

【0009】周期的な屈折率分布が1次元のものは古く
から多層薄膜として知られており、あえてフォトニック
結晶と呼ばれることもないが、2次元的な屈折率分布を
もつ構造のものからフォトニック結晶としての特徴が現
れ始め、3次元的な屈折率分布をもつ構造をとることに
より、完全結晶が形成可能となる。この完全結晶とは、
全方向において光の閉じ込めが可能な構造であり、3次
元的屈折率分布がダイヤモンド構造または非対称面心立
方構造をとるものである。本発明では、3次元フォトニ
ック結晶を用い、この結晶中に欠陥を設けることにより
光導波路を形成する。本発明の光導波路に利用する3次
元フォトニック結晶の概要については、例えば、電子情
報通信学会誌Vol.82,No.3,pp.232-241(1999)(文献
5)、光学,27巻1号,pp.6-11(1998)(文献6)などに記
載されている。
The one having a one-dimensional periodic refractive index distribution has long been known as a multilayer thin film, and is not called a photonic crystal. The characteristics of the nick crystal begin to appear, and by taking a structure having a three-dimensional refractive index distribution, a perfect crystal can be formed. This perfect crystal is
It is a structure capable of confining light in all directions, and has a diamond structure or an asymmetric face-centered cubic structure with a three-dimensional refractive index distribution. In the present invention, an optical waveguide is formed by using a three-dimensional photonic crystal and providing defects in the crystal. For an overview of the three-dimensional photonic crystal used in the optical waveguide of the present invention, see, for example, IEICE Journal Vol.82, No.3, pp.232-241 (1999) (Reference 5), Optics, Vol. No. 1, pp. 6-11 (1998) (Reference 6).

【0010】本発明のフォトニック結晶導波路の構成例
を、図1(A)に示す。このフォトニック結晶導波路
は、3次元フォトニック結晶中に導波路を形成したもの
である。この3次元フォトニック結晶は、空気/半導体
回折格子からなるストライプ層、すなわち、互いに平行
な複数の線状体が一定のピッチで配列してなるストライ
プ層、を3次元的に積層することにより、非対称面心立
方構造を形成したものである。なお、非対称面心立方構
造とは、非対称な格子点をもつ面心立方構造を意味す
る。この3次元フォトニック結晶における格子点は、線
状体の交差点である。
FIG. 1A shows a configuration example of the photonic crystal waveguide of the present invention. This photonic crystal waveguide is obtained by forming a waveguide in a three-dimensional photonic crystal. The three-dimensional photonic crystal is formed by three-dimensionally stacking a stripe layer composed of an air / semiconductor diffraction grating, that is, a stripe layer in which a plurality of linear bodies arranged in parallel to each other are arranged at a constant pitch. It forms an asymmetric face-centered cubic structure. The asymmetric face-centered cubic structure means a face-centered cubic structure having asymmetric lattice points. The lattice points in the three-dimensional photonic crystal are intersections of linear bodies.

【0011】この3次元フォトニック結晶では、ストラ
イプ層積層方向の一方の側からn番目のストライプ層2
nにおける線状体と、n+1番目のストライプ層2n+1
おける線状体とが直交している。また、n番目のストラ
イプ層2nにおける線状体とn+2番目のストライプ層
n+2における線状体とが平行であり、かつ、n番目の
ストライプ層2nにおける線状体の配列が、n+2番目
のストライプ層2n+2における線状体の配列に対し、前
記一定のピッチの半分だけずれている。
In this three-dimensional photonic crystal, the n-th stripe layer 2 from one side in the stripe layer stacking direction
a linear body in the n, and a linear body in the n + 1 th stripe layer 2 n + 1 are orthogonal. Further, a linear body in the striatum and n + 2 th stripe layer 2 n + 2 in the n-th stripe layer 2 n are parallel, and the sequence of the linear body in the n-th stripe layer 2 n is, It is shifted from the arrangement of the linear bodies in the (n + 2) th stripe layer 2 n + 2 by half of the predetermined pitch.

【0012】このように、n番目のストライプ層2n
おける線状体の配列周期に対しn+2番目のストライプ
層2n+2における線状体の配列周期を半位相分シフトさ
せることにより、非対称面心立方構造が形成される。す
なわち、直交するストライプ構造を2層積層することに
より面心立方構造の{001}面が形成され、さらに、
この{001}面を上記のようにシフトして積層するこ
とにより、面心立方構造に非対称性が導入される。この
フォトニック結晶では、4層のストライプ層が1単位と
なって同一構造が繰り返されるので、ストライプ層の積
層数は、通常、4の整数倍とする。なお、図示例ではフ
ォトニック結晶のうち1単位分だけを表示し、他のスト
ライプ層の表示は省略してある。
[0012] Thus, by the n-th arrangement period of the linear body with respect to the arrangement period of the linear body in the stripe layer 2 n in the n + 2 th stripe layer 2 n + 2 half phase shifted, asymmetric surface A centered cubic structure is formed. That is, the {001} plane of the face-centered cubic structure is formed by laminating two orthogonal stripe structures, and further,
By shifting and stacking the {001} planes as described above, asymmetry is introduced into the face-centered cubic structure. In this photonic crystal, since the same structure is repeated with four stripe layers as one unit, the number of stacked stripe layers is usually an integral multiple of four. In the illustrated example, only one unit of the photonic crystal is displayed, and the display of the other stripe layers is omitted.

【0013】このように非対称面心立方構造とするの
は、光の全伝搬方向に対してフォトニックバンドギャッ
プを形成するため、すなわち完全結晶を得るためであ
る。3次元的な屈折率分布をもつ周期的な構造のすべて
がフォトニックバンドギャップを有するのではなく、フ
ォトニックバンドギャップを形成するためには、一般
に、ダイヤモンド構造またはそれに準ずる非対称面心立
方構造が必要と考えられている。
The asymmetric face-centered cubic structure is used in order to form a photonic band gap in all light propagation directions, that is, to obtain a perfect crystal. Not all periodic structures having a three-dimensional refractive index distribution have a photonic band gap. In order to form a photonic band gap, a diamond structure or an equivalent asymmetric face-centered cubic structure is generally used. It is considered necessary.

【0014】このような3次元フォトニック結晶中に導
波路を設けるためには、結晶中に線状欠陥を形成する必
要がある。本発明では、図1(A)に示すように、周期
的に配列した線状体のうちの1本に欠損部3を設けるこ
とにより、線状欠陥を形成する。図中において欠損部3
は白抜きの線状体として表示してあるが、この白抜き部
分は、実際にはその周囲と同様に空気である。なお、図
中には電磁波の進行方向を矢印で示してある。
In order to provide a waveguide in such a three-dimensional photonic crystal, it is necessary to form a linear defect in the crystal. In the present invention, as shown in FIG. 1A, a linear defect is formed by providing a defective portion 3 in one of the linear bodies arranged periodically. Defective part 3 in the figure
Is displayed as a white linear body, but this white part is actually air as well as its surroundings. In the drawings, the traveling direction of the electromagnetic wave is indicated by an arrow.

【0015】ところで、例えば前記文献4に記載されて
いるように、空気/半導体回折格子の積層構造を用いた
3次元フォトニック結晶において、線状欠陥を設けるこ
とにより導波路が形成できることは知られている。しか
し、従来、具体的にどのようにして線状欠陥を設けるか
については、検討されていない。図1に示されるように
線状体を1本欠損させることにより線状欠陥を形成する
方法には、導波路に存在する電界モードが1つとなる、
すなわち、単一モードが得られる、という利点がある。
By the way, it is known that a waveguide can be formed by providing a linear defect in a three-dimensional photonic crystal using a laminated structure of an air / semiconductor diffraction grating as described in the above-mentioned document 4, for example. ing. However, conventionally, no specific study has been made on how to provide a linear defect. As shown in FIG. 1, the method of forming a linear defect by deleting one linear body has one electric field mode existing in the waveguide.
That is, there is an advantage that a single mode can be obtained.

【0016】図1(B)に、フォトニック結晶導波路の
他の構成例を示す。この導波路は、線状体の配列ピッチ
とほぼ同じ長さの欠損部3をもつ線状体を複数設け、こ
れら複数の欠損部3を、線状体延在方向に対し直交する
方向に一列に配列することにより構成されている。この
構成においても、図1(A)の構成と同様な作用効果が
実現する。図1(B)に示す欠損部3の長さは、線状体
の配列ピッチの1倍とすることが最も好ましいが、通常
は配列ピッチの0.6〜1.4倍、好ましくは0.8〜
1.2倍であれば問題ない。この長さが短すぎると、導
波モードが存在しなくなることがあり、長すぎると、マ
ルチモードが存在することがある。
FIG. 1B shows another configuration example of the photonic crystal waveguide. This waveguide is provided with a plurality of linear members having a defective portion 3 having a length substantially equal to the arrangement pitch of the linear members, and the plurality of defective portions 3 are arranged in a row in a direction orthogonal to the linear member extending direction. Are arranged. Also in this configuration, the same operation and effect as the configuration in FIG. The length of the defective portion 3 shown in FIG. 1 (B) is most preferably one time the arrangement pitch of the linear bodies, but is usually 0.6 to 1.4 times the arrangement pitch, preferably 0.1 mm. 8 ~
If it is 1.2 times, there is no problem. If the length is too short, the guided mode may not exist, and if it is too long, the multimode may exist.

【0017】本発明では、フォトニック結晶中に、90
°曲げ導波路または分岐導波路を形成することができ
る。図2に、90°曲げ導波路の構成例を示す。この構
成例では、1つのストライプ層2において、図1(A)
の構成と同様な長い欠損部31をもつ線状体を1つ設け
て第1の導波路を形成すると共に、図1(B)の構成と
同様な短い欠損部32をもつ線状体を複数設け、これら
複数の欠損部32を線状体延在方向に対し直交する方向
に一列に配列させて第2の導波路としている。この構成
例では、前記第1の導波路と前記第2の導波路とが90
°曲げ導波路を構成している。図示例において、直交す
る2本の導波路のいずれか一方または両方を延長すれ
ば、T字型分岐導波路(2分岐導波路)またはX字型分
岐導波路(3分岐導波路)を構成することができる。
According to the present invention, 90%
° Bending waveguides or branching waveguides can be formed. FIG. 2 shows a configuration example of a 90 ° bending waveguide. In this configuration example, in one stripe layer 2, FIG.
One linear body having a long defect 31 similar to the configuration of FIG. 1 is provided to form the first waveguide, and a plurality of linear bodies having a short defect 32 similar to the configuration of FIG. The plurality of defective portions 32 are arranged in a line in a direction perpendicular to the extending direction of the linear body to form a second waveguide. In this configuration example, the first waveguide and the second waveguide are 90
° constitutes a bent waveguide. In the illustrated example, if one or both of the two orthogonal waveguides are extended, a T-shaped branch waveguide (two-branch waveguide) or an X-shaped branch waveguide (three-branch waveguide) is formed. be able to.

【0018】図2では、直交する2本の導波路を1つの
ストライプ層に形成しているため、前記2本の導波路の
構造が異なっている。そのため、曲げの前後または分岐
の前後において導波モードが異なることになり、その結
果、電磁波がスムーズに結合せず、曲げまたは分岐の際
の反射による損失が大きくなってしまう。このような損
失を抑えるため、90°曲げ導波路は図3に示す構成と
し、T字型分岐導波路は図4または図5に示す構成と
し、X字型分岐導波路は図6に示す構成とすることが好
ましい。なお、図3〜図6は、線状体に設けた欠損部を
見やすくするために、隣接する2層のストライプ層だけ
を表示した平面図としてある。これら各図の(A)は、
図1(A)の構成例と同様に、1本の線状体の少なくと
も一部に欠損部を設けることにより線状欠陥を形成して
おり、これら各図の(B)は、図1(B)の構成例と同
様に、配列ピッチとほぼ同じ長さの欠損部を有する線状
体を複数設けることにより線状欠陥を形成している。
In FIG. 2, since two orthogonal waveguides are formed in one stripe layer, the structures of the two waveguides are different. Therefore, the waveguide mode differs before and after bending or before and after branching. As a result, electromagnetic waves are not smoothly coupled, and the loss due to reflection at the time of bending or branching increases. In order to suppress such loss, the 90 ° bending waveguide has the configuration shown in FIG. 3, the T-shaped branch waveguide has the configuration shown in FIG. 4 or FIG. 5, and the X-shaped branch waveguide has the configuration shown in FIG. It is preferable that FIGS. 3 to 6 are plan views showing only two adjacent stripe layers in order to make it easy to see the defective portion provided in the linear body. (A) in each of these figures is:
As in the configuration example of FIG. 1A, a linear defect is formed by providing a defective portion in at least a part of one linear body. FIGS. Similar to the configuration example of B), a linear defect is formed by providing a plurality of linear bodies having a defective portion having substantially the same length as the arrangement pitch.

【0019】図3〜図6にそれぞれ示す構成例では、隣
接する一対のストライプ層2n、2n +1のそれぞれにおい
て、線状体の少なくとも一部に欠損部3n、3n+1を設け
ることにより線状欠陥を形成し、一方のストライプ層2
nの欠損部3nと他方のストライプ層2n+1の欠損部3n+1
とを重ねている。このように、隣接する一対のストライ
プ層において、段違い状態で交差する2本の線状体の交
差部を欠損させることにより段違い状態の交差状欠陥を
形成すれば、一方のストライプ層の線状欠陥を進んでき
た電磁波の少なくとも一部は、導波モードが変化するこ
となく他方のストライプ層の線状欠陥に進む。したがっ
て、図3〜図6にそれぞれ示す導波路では、曲げおよび
分岐に伴う損失を著しく低減できる。
In the configuration examples shown in FIGS.
A pair of stripe layers 2 in contactn, 2n +1The smell of each
And at least a part of the linear bodyn, 3n + 1Provided
To form a linear defect, and the one stripe layer 2
nMissing part 3nAnd the other stripe layer 2n + 1Missing part 3n + 1
And have repeated. Thus, a pair of adjacent stripes
In the loop layer, the intersection of two linear bodies
By removing the difference part, cross-shaped defects in the uneven state
If formed, linear defects in one of the stripe layers can be advanced.
At least some of the electromagnetic waves that have changed
Then, the process proceeds to the linear defect of the other stripe layer. Accordingly
Therefore, in the waveguides shown in FIGS.
The loss associated with branching can be significantly reduced.

【0020】図4に示すT字型分岐導波路と図5に示す
T字型分岐導波路とは全く同じ構造であり、電磁波の分
岐方向だけが異なる。すなわち、図4においてストライ
プ層2n+1または2nに形成された第1の導波路を進んで
きた電磁波は、ストライプ層2nまたは2n+1に形成され
た第2の導波路に進み、第2の導波路において180°
異なる方向に2分岐される。一方、図5においてストラ
イプ層2n+1または2nに形成された第1の導波路を進ん
できた電磁波は、その一部がそのまま第1の導波路を進
み、残りがストライプ層2nまたは2n+1に形成された第
2の導波路に進むことにより、2分岐される。図4の構
成においても図5の構成においても分岐比はほぼ1:1
となるが、図4の構成のほうが効率が高くなるため好ま
しい。
The T-shaped branch waveguide shown in FIG. 4 and the T-shaped branch waveguide shown in FIG. 5 have exactly the same structure, and differ only in the branching direction of the electromagnetic wave. That is, in FIG. 4, the electromagnetic wave that has traveled along the first waveguide formed on the stripe layer 2 n + 1 or 2 n travels on the second waveguide formed on the stripe layer 2 n or 2 n + 1. 180 ° in the second waveguide
It is bifurcated in different directions. Meanwhile, the electromagnetic wave has progressed a first waveguide formed in a stripe layer 2 n + 1 or 2 n in FIG. 5, a portion of proceeds as it first waveguide, the remaining stripe layer 2 n or By going to the second waveguide formed at 2 n + 1 , the light is branched into two. 4 and 5, the branching ratio is almost 1: 1.
However, the configuration of FIG. 4 is preferable because the efficiency is higher.

【0021】図3(A)に示す90°曲げ導波路を構成
する場合、交差する両欠損部の交点からそれぞれの欠損
部の突き出る長さは、線状体の配列ピッチの0.5倍で
あることが最も好ましいが、通常は配列ピッチの0.3
〜0.7倍、好ましくは0.4〜0.6倍であれば問題
ない。この長さが短すぎても長すぎても、特定の波長域
で透過率の減衰が生じてしまう。
In the case of forming the 90 ° bending waveguide shown in FIG. 3A, the length of each of the missing portions protruding from the intersection of the two missing portions is 0.5 times the arrangement pitch of the linear bodies. It is most preferable, but usually 0.3
There is no problem if it is 0.7 to 0.7 times, preferably 0.4 to 0.6 times. If the length is too short or too long, the transmittance will be attenuated in a specific wavelength range.

【0022】また、図4(A)および図5(A)に示す
T字型分岐導波路を構成する場合、両欠損部の交点から
T字の縦棒に相当する欠損部の突き出る長さは、図3
(A)に示す90°曲げ導波路における上記突き出る長
さと同様とすることが好ましい。その限定理由は、90
°曲げ導波路の場合と同様である。
Further, when the T-shaped branch waveguide shown in FIGS. 4A and 5A is formed, the length of the protruding portion corresponding to the T-shaped vertical bar from the intersection of the two portions is as follows. , FIG.
It is preferable that the length is the same as the protruding length in the 90 ° bending waveguide shown in FIG. The reason for the limitation is 90
The same applies to the case of a bent waveguide.

【0023】図7に、螺旋状導波路の構成例を示す。こ
の螺旋状導波路は、連続する4層のストライプ層のそれ
ぞれに欠損部3を設け、かつ、隣接するストライプ層間
で欠損部3同士を重ねることにより、図3(A)に示す
構造の90°曲げ導波路を3つ接続して形成したもので
ある。この構造では、電磁波は90°曲げ導波路を1回
通過するごとにストライプ層を1層移動することにな
る。したがってこの螺旋状導波路では、2次元フォトニ
ック結晶では不可能な電磁波の3次元的な進行が可能で
ある。なお、90°曲げ導波路の接続数は、必要に応じ
て決定すればよい。このような螺旋状導波路は、図3
(B)に示す90°曲げ導波路を複数接続することによ
っても実現できる。
FIG. 7 shows a configuration example of a spiral waveguide. This spiral waveguide has a 90 ° angle of the structure shown in FIG. 3A by providing a defective portion 3 in each of four continuous stripe layers and overlapping the defective portions 3 between adjacent stripe layers. It is formed by connecting three bending waveguides. In this structure, each time the electromagnetic wave passes through the 90 ° bending waveguide once, it moves one layer in the stripe layer. Therefore, in this spiral waveguide, three-dimensional traveling of an electromagnetic wave, which is impossible with a two-dimensional photonic crystal, is possible. Note that the number of connected 90 ° bending waveguides may be determined as needed. Such a spiral waveguide is shown in FIG.
This can also be realized by connecting a plurality of 90 ° bending waveguides shown in FIG.

【0024】本発明では、3次元フォトニック結晶の特
徴をいかすために、線状欠陥を導入するストライプ層
を、フォトニック結晶の一方および他方のいずれの端部
にも位置させない必要がある。すなわち、線状欠陥の存
在するストライプ層からフォトニック結晶の一方および
他方のそれぞれの端部までの間に、少なくとも1つ、好
ましくは5以上のストライプ層を存在させる。線状欠陥
を導入したストライプ層の両側に存在するストライプ層
の数が少なすぎると、導波路の損失が大きくなってしま
う。なお、図1〜図7では、線状欠陥を明瞭に示すため
に線状欠陥をもつストライプ層を最上層として表示して
あるが、、実際には、その上にさらにストライプ層を積
層する。
In the present invention, in order to take advantage of the features of the three-dimensional photonic crystal, it is necessary that the stripe layer for introducing a linear defect is not located at either one end or the other end of the photonic crystal. That is, at least one, and preferably five or more, stripe layers are present between the stripe layer having the linear defect and each end of the photonic crystal. If the number of the stripe layers existing on both sides of the stripe layer in which the linear defect is introduced is too small, the loss of the waveguide increases. In FIGS. 1 to 7, a stripe layer having a linear defect is shown as the uppermost layer in order to clearly show the linear defect. However, a stripe layer is further laminated thereon.

【0025】フォトニック結晶における各種パラメー
タ、例えば、線状体の屈折率、寸法および配列ピッチは
特に限定されない。フォトニックバンドギャップはこれ
らのパラメータによって変化するので、これらのパラメ
ータは導波路が適用される波長に応じて適宜決定すれば
よい。
Various parameters in the photonic crystal, for example, the refractive index, dimensions and arrangement pitch of the linear body are not particularly limited. Since the photonic band gap changes depending on these parameters, these parameters may be appropriately determined according to the wavelength to which the waveguide is applied.

【0026】以上では、線状体の構成材料を半導体して
説明したが、線状体の構成材料は、空気よりも屈折率の
高い物質であればよく、半導体、誘電体、導電体等のい
ずれであってもよい。半導体材料としては、例えばGa
As、GaP等のIII-V族化合物半導体、CdTe等のI
I-VI族化合物半導体、Si、Ge等のIV族半導体などの
いずれであってもよい。ただし、本発明のフォトニック
結晶導波路を光回路や光デバイスの一部に組み込んで使
用する場合、または、導波路に加え光回路や光デバイス
をフォトニック結晶中に一体的に形成する場合には、導
波路以外の構成要素を考慮して、線状体構成材料を適宜
選択する。また、構成材料を適宜選択することにより、
フォトニック結晶を容易に製造することも可能となる。
例えば、後述する製法を利用する場合には、適用可能な
エッチングプロセスが豊富であることから、Gaおよび
/またはAsを含有する半導体材料を用いることが好ま
しい。
In the above, the constituent material of the linear body has been described as a semiconductor. However, the constituent material of the linear body may be any substance having a refractive index higher than that of air, such as a semiconductor, a dielectric, or a conductor. Any of them may be used. As a semiconductor material, for example, Ga
III-V compound semiconductors such as As and GaP, and I such as CdTe
Any of an I-VI group compound semiconductor, a group IV semiconductor such as Si, Ge and the like may be used. However, when the photonic crystal waveguide of the present invention is used by being incorporated in a part of an optical circuit or an optical device, or when an optical circuit or an optical device in addition to the waveguide is integrally formed in the photonic crystal. The material for the linear body is appropriately selected in consideration of the components other than the waveguide. Also, by appropriately selecting the constituent materials,
A photonic crystal can be easily manufactured.
For example, when a manufacturing method described later is used, it is preferable to use a semiconductor material containing Ga and / or As because there are many applicable etching processes.

【0027】線状体構成材料の屈折率は、好ましくは2
以上、より好ましくは3以上である。線状体構成材料の
屈折率が低すぎると、フォトニックバンドギャップを形
成することが難しくなる。
The refractive index of the linear material is preferably 2
The number is more preferably 3 or more. If the refractive index of the linear material is too low, it is difficult to form a photonic band gap.

【0028】次に、本発明の導波路の製造に利用できる
好ましい方法について、図8を用いて説明する。なお、
本発明で用いる3次元フォトニック結晶については、そ
の製造方法の一部が前記文献5および文献6に記載され
ている。
Next, a preferred method which can be used for manufacturing the waveguide of the present invention will be described with reference to FIG. In addition,
For the three-dimensional photonic crystal used in the present invention, a part of the manufacturing method is described in the above-mentioned documents 5 and 6.

【0029】図8(A)に示す工程では、GaAsから
なる基板10上に、例えばMBE法を用い、基板温度を
例えば600℃として、AlGaAs層11およびGa
As層12をこの順で結晶成長させる。AlGaAs層
11は、後にエッチングストップ層となり、GaAs層
12は後にストライプ層となる。
In the step shown in FIG. 8A, an AlGaAs layer 11 and a Ga film are formed on a GaAs substrate 10 by, for example, MBE at a substrate temperature of, eg, 600 ° C.
The As layer 12 is grown in this order. The AlGaAs layer 11 later becomes an etching stop layer, and the GaAs layer 12 later becomes a stripe layer.

【0030】図8(B)に示す工程では、フォトリソグ
ラフィーとRIE(Reactive Ion Etching)とを利用し
てGaAs層12をストライプ状に形状加工し、ストラ
イプ層2を得る。このとき必要に応じ、少なくとも1本
の線状体の少なくとも一部が欠損するようにパターニン
グを行って、線状欠陥を導入する。反応ガスには、例え
ばH2+CH4混合ガスを用いることができる。
In the step shown in FIG. 8B, the GaAs layer 12 is processed into a stripe shape using photolithography and RIE (Reactive Ion Etching) to obtain a stripe layer 2. At this time, if necessary, patterning is performed so that at least a part of at least one linear body is lost, and a linear defect is introduced. As the reaction gas, for example, an H 2 + CH 4 mixed gas can be used.

【0031】図8(C)に示す工程では、上記各工程を
経て製造された全く同一のストライプ層2をそれぞれ有
する2枚の基板10を、ストライプ層2同士が接するよ
うに重ね合わせ、ストライプ層同士を接合する。この接
合に先だって、あらかじめ接合面をBHF(buffered H
F)溶液に浸して前処理しておくことが好ましい。ま
た、接合の際には、例えばH2雰囲気中で例えば650
℃程度に加熱することにより、ストライプ層同士を融着
させることが好ましい。
In the step shown in FIG. 8C, two substrates 10 each having the exact same stripe layer 2 manufactured through the above steps are overlapped so that the stripe layers 2 are in contact with each other. Join them together. Prior to this joining, the joining surface is preliminarily BHF (buffered H
F) It is preferable to perform pretreatment by dipping in a solution. At the time of joining, for example, 650 in an H 2 atmosphere, for example.
It is preferable to fuse the stripe layers to each other by heating to about ° C.

【0032】次に、例えば以下の手順により基板10の
一方を取り除くことにより、図8(D)に示すように、
基板10上に2層のストライプ層2が積層された状態と
する。まず、図8(C)に示す状態において、基板10
の一方を研磨して薄くする。続いて、例えばNH4OH
溶液とH22溶液とを混合したエッチング液により、研
磨したほうの基板10を選択的に溶解させる。このと
き、基板10とストライプ層2との間に存在するAlG
aAs層11が、エッチングストップ層として働く。次
いで、AlGaAs層11を、HF溶液により取り除
く。
Next, for example, by removing one of the substrates 10 according to the following procedure, as shown in FIG.
It is assumed that two stripe layers 2 are stacked on the substrate 10. First, in the state shown in FIG.
Is polished to make it thinner. Subsequently, for example, NH 4 OH
The polished substrate 10 is selectively dissolved by an etching solution in which the solution and the H 2 O 2 solution are mixed. At this time, the AlG existing between the substrate 10 and the stripe layer 2
The aAs layer 11 functions as an etching stop layer. Next, the AlGaAs layer 11 is removed with an HF solution.

【0033】このようにして得た図8(D)に示す状態
の基板10同士を、最上層のストライプ層2同士が接す
るように重ね合わせ、ストライプ層同士を接合する。た
だし、このとき、前記した非対称性を導入するために、
一方の基板側と他方の基板側とで互いに平行となる線状
体の配列をずらしておく必要がある。このとき、接合す
るストライプ層同士の位置合わせには、レーザー光回折
パターンを利用する方法が好ましい。具体的には、互い
に平行な回折格子を重ねてレーザー光を入射させると、
両回折格子の位置関係に応じて±1次の回折スポットの
強度が変化し、両回折格子の位置がちょうど半周期ずれ
たときに前記スポットの強度が再弱となることを利用す
る。
The substrates 10 thus obtained in the state shown in FIG. 8D are overlapped so that the uppermost stripe layers 2 are in contact with each other, and the stripe layers are joined. However, at this time, in order to introduce the asymmetry described above,
It is necessary to shift the arrangement of the linear bodies parallel to each other on one substrate side and the other substrate side. At this time, a method using a laser beam diffraction pattern is preferable for alignment of the stripe layers to be joined. Specifically, when laser beams are incident on parallel diffraction gratings,
This is based on the fact that the intensity of the ± 1st-order diffraction spot changes according to the positional relationship between the two diffraction gratings, and the intensity of the spot becomes weak again when the positions of the two diffraction gratings are shifted by exactly half a cycle.

【0034】ストライプ層同士を接合した後、前述した
手順により一方の基板10を取り除けば、図8(E)に
示すように、基板10上に4層のストライプ層2が積層
された状態となる。
After the stripe layers are joined together, one of the substrates 10 is removed by the above-described procedure, and as shown in FIG. 8E, a state in which four stripe layers 2 are laminated on the substrate 10 is obtained. .

【0035】以上の工程を繰り返すことにより、4層の
ストライプ層を1単位として、任意数の単位が積層され
たフォトニック結晶導波路を得ることができる。
By repeating the above steps, it is possible to obtain a photonic crystal waveguide in which an arbitrary number of units are stacked with four stripe layers as one unit.

【0036】次に、本発明のフォトニック結晶導波路の
具体例について、特性を示す。
Next, the characteristics of a specific example of the photonic crystal waveguide of the present invention will be described.

【0037】線状体をGaAsから構成し、フォトニッ
ク結晶の格子定数(線状体の配列ピッチ)をaとして、
線状体の幅(配列方向の寸法)は0.25a、高さは
0.3aとした。フォトニック結晶中に線状欠陥を形成
していない場合には、規格化周波数c/a(cは光速)
が0.380から0.444の間にバンドギャップが形
成された。
The linear body is made of GaAs, and the lattice constant of the photonic crystal (the arrangement pitch of the linear bodies) is a.
The width (dimension in the arrangement direction) of the linear body was 0.25a, and the height was 0.3a. When no linear defect is formed in the photonic crystal, the normalized frequency c / a (c is the speed of light)
Formed a band gap between 0.380 and 0.444.

【0038】これに対し、図1(A)に示すように1本
の線状体を欠損させることにより、結晶のX軸方向に延
びる線状欠陥を設けた場合について時間領域差分(FD
TD)法により解析したところ、バンドギャップ内に電
磁界パターンが得られた。このときの導波モードは電界
がZ軸(ストライプ層に垂直な軸)に対して平行に分極
しているモードのみであり、X軸に平行に分極した電界
のモードは導波しなかった。この結果から、線状欠陥を
設けることにより導波路が形成されたことが確認され
た。
On the other hand, as shown in FIG. 1A, by removing one linear body, a time domain difference (FD) is obtained in the case where a linear defect extending in the X-axis direction of the crystal is provided.
When analyzed by the TD) method, an electromagnetic field pattern was obtained in the band gap. The waveguide mode at this time was only the mode in which the electric field was polarized parallel to the Z axis (the axis perpendicular to the stripe layer), and the mode of the electric field polarized parallel to the X axis was not guided. From this result, it was confirmed that the waveguide was formed by providing the linear defect.

【0039】図9に、フォトニック結晶導波路中のk空
間におけるk−ωの分散関係を示す。同図から、幅広い
周波数域にわたってモードが存在していること、また、
単一モードができていること、また、線形性が比較的良
好であることがわかる。
FIG. 9 shows the dispersion relationship of k-ω in k-space in the photonic crystal waveguide. From the figure, it can be seen that the mode exists over a wide frequency range.
It can be seen that a single mode is formed and the linearity is relatively good.

【0040】なお、図1(B)に示す構造とした場合で
も、図1(A)の構造の場合とほぼ同じ結果が得られ
た。
Even when the structure shown in FIG. 1B is used, almost the same results as in the case of the structure shown in FIG. 1A are obtained.

【0041】図3(A)に示す90°曲げ導波路につい
て解析したところ、電磁波は、段違いに交差する上下の
線状導波路の間を同一モードでスムーズに結合し、90
°曲がって進行した。この導波路では、90°曲げ前後
の電界強度はほぼ一致した。すなわち、導波路の透過率
はほぼ1であり、損失をほぼ完全に抑制できることがわ
かった。なお、図3(B)に示す構造とした場合でも、
ほぼ同じ結果が得られた。
Analysis of the 90 ° bending waveguide shown in FIG. 3A shows that electromagnetic waves smoothly couple in the same mode between upper and lower linear waveguides that intersect at different levels.
° The turn progressed. In this waveguide, the electric field intensities before and after bending by 90 ° were almost the same. That is, it was found that the transmittance of the waveguide was almost 1, and the loss could be almost completely suppressed. Note that even in the case of the structure shown in FIG.
Almost the same results were obtained.

【0042】一方、図2に示す90°曲げ導波路につい
て解析したところ、90°曲げ前後で導波モードが一致
しなかった。そのため、電磁波がスムーズに結合せず、
導波路の透過率は約0.5となった。
On the other hand, when the 90 ° bending waveguide shown in FIG. 2 was analyzed, the waveguide modes did not match before and after the 90 ° bending. Therefore, electromagnetic waves do not couple smoothly,
The transmittance of the waveguide was about 0.5.

【0043】また、図4および図5に示すT字型分岐導
波路について解析したところ、電磁波はほぼ分岐比1:
1の割合で2分岐した。
When the T-shaped branch waveguides shown in FIGS. 4 and 5 are analyzed, the electromagnetic wave has a branching ratio of about 1:
Branched into two at a ratio of 1.

【0044】また、図6に示すX字型分岐導波路につい
て解析したところ、電磁波はほぼ分岐比1:1:1の割
合で3分岐した。
When the X-shaped branch waveguide shown in FIG. 6 was analyzed, the electromagnetic wave was branched into three at a branching ratio of approximately 1: 1: 1.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明では、フォトニックバンドギャッ
プを有する3次元フォトニック結晶を利用して、低損失
導波路を実現することができる。また、本発明では、導
波路を各種光回路に適用するために有用な曲げ構造およ
び分岐構造を、フォトニック結晶中に導入できる。通常
の導波路では、曲げ損失を極力小さくするためにその曲
率半径を大きくするが、フォトニック結晶ではフォトニ
ックバンドギャップの存在により光を遮断するため、急
峻に曲げることが可能である。そのため、本発明では、
光回路の大きさを大幅に縮小することができる。また、
本発明において、導波路を分岐導波路形状とすれば、超
小型光分岐器が実現する。
According to the present invention, a low-loss waveguide can be realized by using a three-dimensional photonic crystal having a photonic band gap. Further, according to the present invention, a bent structure and a branch structure useful for applying the waveguide to various optical circuits can be introduced into the photonic crystal. In a normal waveguide, the radius of curvature is increased to minimize bending loss. However, in a photonic crystal, light is cut off due to the presence of a photonic band gap, so that it can be bent sharply. Therefore, in the present invention,
The size of the optical circuit can be significantly reduced. Also,
In the present invention, if the waveguide is formed into a branch waveguide, an ultra-small optical branch is realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(A)および(B)は、本発明のフォトニック
結晶導波路の構成例を示す斜視図である。
FIGS. 1A and 1B are perspective views showing a configuration example of a photonic crystal waveguide of the present invention.

【図2】本発明のフォトニック結晶導波路に90°曲げ
構造を導入した構成例を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration example in which a 90 ° bending structure is introduced into the photonic crystal waveguide of the present invention.

【図3】(A)および(B)は、本発明のフォトニック
結晶導波路に90°曲げ構造を導入した構成例を示す平
面図である。
FIGS. 3A and 3B are plan views showing a configuration example in which a 90 ° bending structure is introduced into the photonic crystal waveguide of the present invention.

【図4】(A)および(B)は、本発明のフォトニック
結晶導波路にT字型分岐構造を導入した構成例を示す平
面図である。
FIGS. 4A and 4B are plan views showing a configuration example in which a T-shaped branch structure is introduced into the photonic crystal waveguide of the present invention.

【図5】(A)および(B)は、本発明のフォトニック
結晶導波路にT字型分岐構造を導入した構成例を示す平
面図である。
FIGS. 5A and 5B are plan views showing a configuration example in which a T-shaped branch structure is introduced into the photonic crystal waveguide of the present invention.

【図6】(A)および(B)は、本発明のフォトニック
結晶導波路にX字型分岐構造を導入した構成例を示す平
面図である。
FIGS. 6A and 6B are plan views showing a configuration example in which an X-shaped branch structure is introduced into the photonic crystal waveguide of the present invention.

【図7】本発明のフォトニック結晶導波路に螺旋状構造
を導入した構成例を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a configuration example in which a spiral structure is introduced into the photonic crystal waveguide of the present invention.

【図8】(A)〜(E)は、本発明のフォトニック結晶
導波路を製造する方法を説明する斜視図である。
FIGS. 8A to 8E are perspective views illustrating a method for manufacturing a photonic crystal waveguide according to the present invention.

【図9】フォトニック結晶中のk空間におけるk−ωの
分散関係を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing a k-ω dispersion relationship in a k-space in a photonic crystal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2、2n、2n+1、2n+2 ストライプ層 3、3n、3n+1、31、32 欠損部 2,2 n, 2 n + 1, 2 n + 2 stripe layer 3,3 n, 3 n + 1, 31,32 defect

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チュティナン アロンカーン 京都府中京区河原町通竹屋町上ル大文字町 232−403 (72)発明者 宮内 大助 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 成宮 義和 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 Fターム(参考) 2H047 KA01 KA12 LA12 QA02  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Chutinan Aron Khan 232-403, Upper Capital Letter Town, Takeya-cho, Kawaramachi, Nakagyo-ku, Kyoto (72) Inventor Daisuke Miyauchi 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDK Corporation (72) Inventor Yoshikazu Narimiya 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDK Corporation F-term (reference) 2H047 KA01 KA12 KA12 LA12 QA02

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 空気より屈折率の高い物質から構成され
る複数の線状体が互いに平行に一定のピッチで周期的に
配列してなるストライプ層を有し、このストライプ層が
複数積層され、一方の側からn番目のストライプ層にお
ける線状体とn+1番目のストライプ層における線状体
とが直交しており、一方の側からn番目のストライプ層
における線状体とn+2番目のストライプ層における線
状体とが平行であり、n番目のストライプ層における線
状体の配列が、n+2番目のストライプ層における線状
体の配列に対し、前記一定のピッチの半分だけずれてい
るフォトニック結晶を有し、 前記フォトニック結晶の一方および他方のいずれの端部
にも位置しない少なくとも1層のストライプ層におい
て、少なくとも1つの線状体の少なくとも一部が欠損し
て線状欠陥が形成されており、この線状欠陥が導波路と
して機能するフォトニック結晶導波路。
1. A plurality of linear bodies composed of a substance having a refractive index higher than that of air have a stripe layer which is periodically arranged at a constant pitch in parallel with each other. The linear body in the n-th stripe layer from one side is orthogonal to the linear body in the (n + 1) -th stripe layer, and the linear body in the n-th stripe layer from one side and the linear body in the (n + 2) -th stripe layer A photonic crystal in which the linear bodies are parallel to each other and the arrangement of the linear bodies in the n-th stripe layer is shifted from the arrangement of the linear bodies in the (n + 2) -th stripe layer by half of the predetermined pitch. And at least a portion of at least one linear body in at least one stripe layer not located at one end of one or the other of the photonic crystal. Deficient linear defects are formed, the photonic crystal waveguide which this linear defect functions as a waveguide.
【請求項2】 隣接する一対のストライプ層のそれぞれ
に前記線状欠陥が存在し、一方のストライプ層の線状欠
陥と他方のストライプ層の線状欠陥とが重なって90°
曲げ導波路または分岐導波路を構成している請求項1の
フォトニック結晶導波路。
2. A linear defect exists in each of a pair of adjacent stripe layers, and the linear defect in one stripe layer and the linear defect in the other stripe layer overlap each other and form an angle of 90 °.
2. The photonic crystal waveguide according to claim 1, wherein the photonic crystal waveguide forms a bent waveguide or a branch waveguide.
【請求項3】 複数の前記90°曲げ導波路からなる螺
旋状導波路を有する請求項2のフォトニック結晶導波
路。
3. The photonic crystal waveguide according to claim 2, further comprising a helical waveguide including a plurality of said 90 ° bent waveguides.
【請求項4】 前記線状欠陥の存在するストライプ層か
ら前記フォトニック結晶の一方および他方のそれぞれの
端部までの間に、5以上のストライプ層が存在する請求
項1〜3のいずれかのフォトニック結晶導波路。
4. The photonic crystal according to claim 1, wherein five or more stripe layers are present between the stripe layer having the linear defects and one end of the photonic crystal. Photonic crystal waveguide.
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