JP2001124945A - Ｙ分岐導波路 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｙ分岐導波路の損失を低減する。
【解決手段】 過渡導波路１７と、第１分岐側導波路１
５ａおよび第２分岐側導波路１５ｂとの間に、互いに平
行な第１直線導波路１９ａおよび第２直線導波路１９ｂ
を設ける。合流側導波路１３から光を入力すると、これ
らの直線導波路においてフェーズアクセラレータ効果が
発生する。このフェーズアクセラレータ効果により、各
直線導波路における伝搬光を各分岐側導波路の延在方向
に一致させる。
５ａおよび第２分岐側導波路１５ｂとの間に、互いに平
行な第１直線導波路１９ａおよび第２直線導波路１９ｂ
を設ける。合流側導波路１３から光を入力すると、これ
らの直線導波路においてフェーズアクセラレータ効果が
発生する。このフェーズアクセラレータ効果により、各
直線導波路における伝搬光を各分岐側導波路の延在方向
に一致させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、Ｙ分岐導波路に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光の合流或いは分岐をする導波路
型素子としてＹ分岐導波路が利用されている。Ｙ分岐導
波路は、様々な導波路デバイスを構成する基本素子であ
り、光ネットワークシステムの構築には不可欠な素子で
ある。
型素子としてＹ分岐導波路が利用されている。Ｙ分岐導
波路は、様々な導波路デバイスを構成する基本素子であ
り、光ネットワークシステムの構築には不可欠な素子で
ある。
【０００３】光を分岐させる機能を有する素子として
は、Ｙ分岐導波路以外に、特開平３−１７２８０４或い
は特開平５−１１９２２０に開示されているような方向
性結合器がある。しかしながら、方向性結合器の伝搬定
数が入射光の波長に対して大きく変化するため、分岐比
が波長に依存して大きく変化することが知られている。
よって、方向性結合器では、実用可能な波長帯域が５〜
１０ｎｍ程度に限られる。また、方向性結合器の場合に
は、その導波路間の間隔や結合長を設計通りの寸法で形
成するのが非常に困難であるため、製品間の特性バラツ
キが特に大きい。
は、Ｙ分岐導波路以外に、特開平３−１７２８０４或い
は特開平５−１１９２２０に開示されているような方向
性結合器がある。しかしながら、方向性結合器の伝搬定
数が入射光の波長に対して大きく変化するため、分岐比
が波長に依存して大きく変化することが知られている。
よって、方向性結合器では、実用可能な波長帯域が５〜
１０ｎｍ程度に限られる。また、方向性結合器の場合に
は、その導波路間の間隔や結合長を設計通りの寸法で形
成するのが非常に困難であるため、製品間の特性バラツ
キが特に大きい。
【０００４】一方、Ｙ分岐導波路型素子は、周知のごと
く分岐比の波長依存性が少ないので、例えば約１００ｎ
ｍ程度の実用可能な波長帯域を有し、更に、方向性結合
器のように製造プロセスにおける寸法誤差よる特性バラ
ツキが少ない。このような理由により、現在のところＹ
分岐導波路が一般的に用いられている。
く分岐比の波長依存性が少ないので、例えば約１００ｎ
ｍ程度の実用可能な波長帯域を有し、更に、方向性結合
器のように製造プロセスにおける寸法誤差よる特性バラ
ツキが少ない。このような理由により、現在のところＹ
分岐導波路が一般的に用いられている。
【０００５】図７は、従来のＹ分岐導波路の説明に供す
る図である。以下、図７を参照して、従来のＹ分岐導波
路につき説明する。図７（Ａ）は、従来のＹ分岐導波路
の構造を概略的に示した図である。
る図である。以下、図７を参照して、従来のＹ分岐導波
路につき説明する。図７（Ａ）は、従来のＹ分岐導波路
の構造を概略的に示した図である。
【０００６】図７（Ａ）に示すように、このＹ分岐導波
路１０１は、一本の合流側導波路１０３と、二本の分岐
側導波路１０５ａおよび１０５ｂと、過渡導波路１０７
とを具える。過渡導波路１０７は、合流側導波路１０３
および各分岐側導波路１０５ａおよび１０５ｂ間に接続
して設けられる。なお、過渡導波路１０７は、その分岐
側の幅がその合流側の幅よりも広いテーパ形状を成して
いる。
路１０１は、一本の合流側導波路１０３と、二本の分岐
側導波路１０５ａおよび１０５ｂと、過渡導波路１０７
とを具える。過渡導波路１０７は、合流側導波路１０３
および各分岐側導波路１０５ａおよび１０５ｂ間に接続
して設けられる。なお、過渡導波路１０７は、その分岐
側の幅がその合流側の幅よりも広いテーパ形状を成して
いる。
【０００７】図７（Ａ）に示すＹ分岐導波路１０１は、
合流側導波路１０３からの入射光を、そのパワーを所定
の比率で分配した二つの分岐光として、二本の分岐側導
波路１０５ａおよび１０５ｂから出射する。この分岐比
は所望の比率に設定でき、典型的には等分配にすること
が多い。
合流側導波路１０３からの入射光を、そのパワーを所定
の比率で分配した二つの分岐光として、二本の分岐側導
波路１０５ａおよび１０５ｂから出射する。この分岐比
は所望の比率に設定でき、典型的には等分配にすること
が多い。
【０００８】周知のごとく、光の損失を低減するために
は、理論上、過渡導波路１０７に接続された分岐側導波
路１０５ａおよび１０５ｂに挟まれた部分の分岐幅Ｈを
零にするのが望ましい。
は、理論上、過渡導波路１０７に接続された分岐側導波
路１０５ａおよび１０５ｂに挟まれた部分の分岐幅Ｈを
零にするのが望ましい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７
（Ａ）に示すように、従来のＹ分岐導波路１０１では、
二本の分岐側導波路１０３ａおよび１０３ｂに挟まれた
過渡導波路１０７の部分に、なまり１０９が形成されて
しまうことが知られている。なまり１０９は、製造プロ
セスにおける微細加工技術の限界すなわちパターニング
やエッチングの加工精度の限界により、本来はＶ字状に
切れ込んだ谷となるべきすなわち切り落としされるべき
部分が、Ｕ字状に形成されてしまい、従って切り落とし
される領域に導波路材料の残存部が生じる。
（Ａ）に示すように、従来のＹ分岐導波路１０１では、
二本の分岐側導波路１０３ａおよび１０３ｂに挟まれた
過渡導波路１０７の部分に、なまり１０９が形成されて
しまうことが知られている。なまり１０９は、製造プロ
セスにおける微細加工技術の限界すなわちパターニング
やエッチングの加工精度の限界により、本来はＶ字状に
切れ込んだ谷となるべきすなわち切り落としされるべき
部分が、Ｕ字状に形成されてしまい、従って切り落とし
される領域に導波路材料の残存部が生じる。
【００１０】図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の部分拡大図で
あり、分岐側導波路１０５ａおよび１０５ｂと、過渡導
波路１０７とが接続する付近を示す図である。
あり、分岐側導波路１０５ａおよび１０５ｂと、過渡導
波路１０７とが接続する付近を示す図である。
【００１１】図７（Ｂ）に示すように、理論的には分岐
幅Ｈを零にするのが望ましく、そのため破線で示すよう
にＶ字状の谷部分１０９ａを有する構造（この場合、分
岐幅Ｈ＝０）としてＹ分岐導波路を設計するが、実際に
は実線で示すようになまり１０９（すなわち導波路材料
の残存部）が生じる。
幅Ｈを零にするのが望ましく、そのため破線で示すよう
にＶ字状の谷部分１０９ａを有する構造（この場合、分
岐幅Ｈ＝０）としてＹ分岐導波路を設計するが、実際に
は実線で示すようになまり１０９（すなわち導波路材料
の残存部）が生じる。
【００１２】このようななまり１０９が生じると、分岐
側導波路１０５ａおよび１０５ｂの分岐幅Ｈが設計値よ
りも広くなると共に、過渡導波路１０７の実質的な長さ
は設計値よりも長くなってしまう。
側導波路１０５ａおよび１０５ｂの分岐幅Ｈが設計値よ
りも広くなると共に、過渡導波路１０７の実質的な長さ
は設計値よりも長くなってしまう。
【００１３】過渡導波路１０７の長さは、例えば文献Ｉ
（特開平５−１１１３０号公報）に開示されているよう
に、Ｙ分岐導波路の特性を決定する重要なパラメータで
ある。よって、過渡導波路１０７の実質的な長さが変化
すると、設計通りの特性が得られない。
（特開平５−１１１３０号公報）に開示されているよう
に、Ｙ分岐導波路の特性を決定する重要なパラメータで
ある。よって、過渡導波路１０７の実質的な長さが変化
すると、設計通りの特性が得られない。
【００１４】そこで提案されたのが、例えば文献ＩＩ
（特開平３−２４５１０７号公報）に開示されているよ
うに、設計時にある程度の分岐幅Ｈを予め確保または許
容しておくことによってなまりの発生を抑制したＹ分岐
導波路である。このＹ分岐導波路によれば、なまりが発
生しないため、設計通りの特性を実現することができ
る。
（特開平３−２４５１０７号公報）に開示されているよ
うに、設計時にある程度の分岐幅Ｈを予め確保または許
容しておくことによってなまりの発生を抑制したＹ分岐
導波路である。このＹ分岐導波路によれば、なまりが発
生しないため、設計通りの特性を実現することができ
る。
【００１５】このような理由により、現在では、図７に
実線で示すような二本の分岐側導波路間がＵ字状となっ
ている構造のＹ分岐導波路が多く用いられている。
実線で示すような二本の分岐側導波路間がＵ字状となっ
ている構造のＹ分岐導波路が多く用いられている。
【００１６】しかしながら、このＹ分岐導波路では、設
計通りの特性は得られても、過渡導波路および分岐側導
波路間における導波モードの界分布の不整合が著しい。
計通りの特性は得られても、過渡導波路および分岐側導
波路間における導波モードの界分布の不整合が著しい。
【００１７】図８は、文献ＩＩ等に記載された所定の分
岐幅を有するＹ分岐導波路の説明に供する図である。図
８では合流側導波路から光を入射した場合における伝搬
光の同位相面を模式的に示す図である。
岐幅を有するＹ分岐導波路の説明に供する図である。図
８では合流側導波路から光を入射した場合における伝搬
光の同位相面を模式的に示す図である。
【００１８】図８に示すように、このＹ分岐導波路２０
１では、過渡導波路２０７における伝搬光の進行方向ｋ
１（同位相面の法線方向）が、分岐側導波路２０５ａお
よび２０５ｂにおける伝搬光の進行方向ｋ２（理想的な
進行方向である。）と異なっている。このとき、過渡導
波路２０７と、分岐側導波路２０５ａおよび２０５ｂと
の境界付近では、導波モードの伝搬光の界分布同士の重
なりが小さくなる。その結果、分岐側導波路２０５ａお
よび２０５ｂに入射しない伝搬光は放射モードとなり基
板側に流出してしまうため、Ｙ分岐導波路における光の
損失は増加する。この現象は、分岐幅Ｈが広いほど特に
顕著となる。
１では、過渡導波路２０７における伝搬光の進行方向ｋ
１（同位相面の法線方向）が、分岐側導波路２０５ａお
よび２０５ｂにおける伝搬光の進行方向ｋ２（理想的な
進行方向である。）と異なっている。このとき、過渡導
波路２０７と、分岐側導波路２０５ａおよび２０５ｂと
の境界付近では、導波モードの伝搬光の界分布同士の重
なりが小さくなる。その結果、分岐側導波路２０５ａお
よび２０５ｂに入射しない伝搬光は放射モードとなり基
板側に流出してしまうため、Ｙ分岐導波路における光の
損失は増加する。この現象は、分岐幅Ｈが広いほど特に
顕著となる。
【００１９】したがって、分岐側導波路間に分岐幅を有
するＹ分岐導波路において、過渡導波路および分岐側導
波路間におけるモード界分布不整合による損失を低減で
きるＹ分岐導波路が望まれていた。
するＹ分岐導波路において、過渡導波路および分岐側導
波路間におけるモード界分布不整合による損失を低減で
きるＹ分岐導波路が望まれていた。
【００２０】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明のＹ分
岐導波路は、一本の合流側導波路と、二本の分岐側導波
路と、分岐側の幅が合流側の幅よりも広いテーパ形状を
成し、かつ、合流側導波路および分岐側導波路間に設け
られた過渡導波路とを具えるＹ分岐導波路において、過
渡導波路および互いに異なる一つの分岐側導波路間をそ
れぞれ接続してなる互いに平行な二本の直線導波路を具
えている。これら直線導波路は、合流側導波路から光を
入射させたとき、当該光が過渡導波路中を伝搬する方向
と同一な方向に延在している。
岐導波路は、一本の合流側導波路と、二本の分岐側導波
路と、分岐側の幅が合流側の幅よりも広いテーパ形状を
成し、かつ、合流側導波路および分岐側導波路間に設け
られた過渡導波路とを具えるＹ分岐導波路において、過
渡導波路および互いに異なる一つの分岐側導波路間をそ
れぞれ接続してなる互いに平行な二本の直線導波路を具
えている。これら直線導波路は、合流側導波路から光を
入射させたとき、当該光が過渡導波路中を伝搬する方向
と同一な方向に延在している。
【００２１】この構成によれば、過渡導波路および分岐
側導波路をそれぞれ直線導波路を介して接続してあるた
め、次のような作用が得られる。
側導波路をそれぞれ直線導波路を介して接続してあるた
め、次のような作用が得られる。
【００２２】すなわち、先ず、外部から例えば合流側導
波路に入射した光は、特定の伝搬モードを有する伝搬光
となる。この伝搬光は、その進行方向に対してテーパ状
に広がっている過渡導波路に入射すると、その進行方向
を変化させることなく伝搬する。
波路に入射した光は、特定の伝搬モードを有する伝搬光
となる。この伝搬光は、その進行方向に対してテーパ状
に広がっている過渡導波路に入射すると、その進行方向
を変化させることなく伝搬する。
【００２３】その後、伝搬光は分岐されて各直線導波路
に入射する。なお、この構成では直線導波路の延在方向
を過渡導波路における伝搬光の進行方向に一致させてい
るため、過渡導波路および直線導波路間の損失は非常に
少ない。
に入射する。なお、この構成では直線導波路の延在方向
を過渡導波路における伝搬光の進行方向に一致させてい
るため、過渡導波路および直線導波路間の損失は非常に
少ない。
【００２４】このように各直線導波路に分配された伝搬
光は、直線導波路を伝搬する。このとき、二本の直線導
波路の全体で一つの導波路系を構成するため、直線導波
路の部分ではフェーズアクセラレータ効果が生じる。よ
って、このとき、分配された伝搬光は、進行方向を変え
ながら、直線導波路を伝搬していく（なお、理由等につ
いての詳細は後述する。）。
光は、直線導波路を伝搬する。このとき、二本の直線導
波路の全体で一つの導波路系を構成するため、直線導波
路の部分ではフェーズアクセラレータ効果が生じる。よ
って、このとき、分配された伝搬光は、進行方向を変え
ながら、直線導波路を伝搬していく（なお、理由等につ
いての詳細は後述する。）。
【００２５】以上のようにすれば、直線導波路における
伝搬光の進行方向を、直線導波路および分岐導波路の境
界近傍における伝搬光の進行方向と一致させることがで
きる。よって、この境界部分でのモード界分布不整合が
緩和される。したがって、この発明のＹ分岐導波路によ
れば、モード界分布不整合による損失を低減することが
できる。
伝搬光の進行方向を、直線導波路および分岐導波路の境
界近傍における伝搬光の進行方向と一致させることがで
きる。よって、この境界部分でのモード界分布不整合が
緩和される。したがって、この発明のＹ分岐導波路によ
れば、モード界分布不整合による損失を低減することが
できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して、この発明の
Ｙ分岐導波路の実施の形態につき説明する。なお、この
説明に用いる各図は、これら発明を理解できる程度に各
構成成分の形状、大きさおよび配置関係を概略的に示し
てあるに過ぎない。また、各図において同様な構成成分
については、同一の番号を付して示し、その重複する説
明を省略することがある。また、実施の形態にて説明す
る数値やその他の設定条件は、この発明の範囲内の一例
に過ぎず、この発明をこれらに限定するものではない。
Ｙ分岐導波路の実施の形態につき説明する。なお、この
説明に用いる各図は、これら発明を理解できる程度に各
構成成分の形状、大きさおよび配置関係を概略的に示し
てあるに過ぎない。また、各図において同様な構成成分
については、同一の番号を付して示し、その重複する説
明を省略することがある。また、実施の形態にて説明す
る数値やその他の設定条件は、この発明の範囲内の一例
に過ぎず、この発明をこれらに限定するものではない。
【００２７】図１は、実施の形態のＹ分岐導波路を概略
的に示した図である。以下、図１を参照して実施の形態
のＹ分岐導波路につき説明する。
的に示した図である。以下、図１を参照して実施の形態
のＹ分岐導波路につき説明する。
【００２８】図１に示すように、このＹ分岐導波路１１
は、一本の合流側導波路１３と、二本の分岐側導波路
（すなわち第１分岐側導波路１５ａおよび第２分岐側導
波路１５ｂ）と、テーパ形状の過渡導波路１７とを具え
る点では、従来構成と同様である。
は、一本の合流側導波路１３と、二本の分岐側導波路
（すなわち第１分岐側導波路１５ａおよび第２分岐側導
波路１５ｂ）と、テーパ形状の過渡導波路１７とを具え
る点では、従来構成と同様である。
【００２９】このＹ分岐導波路１１は、特に、過渡導波
路１７および第１分岐側導波路１５ａを接続する第１直
線導波路１９ａと、過渡導波路１７および第２分岐側導
波路１５ｂを接続する第２直線導波路１９ｂとを具える
点に特徴がある。ただし、第１直線導波路１９ａおよび
第２直線導波路１９ｂは互いに平行でかつ近接して設け
られている。
路１７および第１分岐側導波路１５ａを接続する第１直
線導波路１９ａと、過渡導波路１７および第２分岐側導
波路１５ｂを接続する第２直線導波路１９ｂとを具える
点に特徴がある。ただし、第１直線導波路１９ａおよび
第２直線導波路１９ｂは互いに平行でかつ近接して設け
られている。
【００３０】過渡導波路１７は、合流側導波路１３と、
第１分岐側導波路１５ａおよび第２分岐側導波路１５ｂ
との間に設けられており、分岐側（すなわち分岐側導波
路１５ａおよび１５ｂに近い側）の幅Ｗ１が、合流側
（すなわち合流側導波路１３に近い側）の幅Ｗ２よりも
広いテーパ形状を形成している。
第１分岐側導波路１５ａおよび第２分岐側導波路１５ｂ
との間に設けられており、分岐側（すなわち分岐側導波
路１５ａおよび１５ｂに近い側）の幅Ｗ１が、合流側
（すなわち合流側導波路１３に近い側）の幅Ｗ２よりも
広いテーパ形状を形成している。
【００３１】合流側導波路１３から光が入射した場合、
当該光は合流側導波路１３から過渡導波路１７に入射し
て過渡導波路中を伝搬する。第１直線導波路１９ａおよ
び第２直線導波路１９ｂは、過渡導波路１７中を伝搬す
るこの伝搬光の進行方向と同一な方向に延在する。
当該光は合流側導波路１３から過渡導波路１７に入射し
て過渡導波路中を伝搬する。第１直線導波路１９ａおよ
び第２直線導波路１９ｂは、過渡導波路１７中を伝搬す
るこの伝搬光の進行方向と同一な方向に延在する。
【００３２】また、第１直線導波路１９ａおよび第２直
線導波路１９ｂは、過渡導波路１７の端部に接続されて
いて、従来構成と同様に微細加工の限界によるなまりが
生じない程度の幅で、互いに離間して、すなわち微細加
工時になまりの発生を抑制できる間隔で設けられてい
る。
線導波路１９ｂは、過渡導波路１７の端部に接続されて
いて、従来構成と同様に微細加工の限界によるなまりが
生じない程度の幅で、互いに離間して、すなわち微細加
工時になまりの発生を抑制できる間隔で設けられてい
る。
【００３３】図１に示すように、好ましくは、第１直線
導波路１９ａおよび第２直線導波路１９ｂは、それぞれ
の延在方向（ここでは伝搬光の進行方向）に渡って均一
な幅を有する。このようにすれば、不要な導波モードが
励起されにくくなる。
導波路１９ａおよび第２直線導波路１９ｂは、それぞれ
の延在方向（ここでは伝搬光の進行方向）に渡って均一
な幅を有する。このようにすれば、不要な導波モードが
励起されにくくなる。
【００３４】また、第１直線導波路１９ａおよび第２直
線導波路１９ｂの長さを、第１直線導波路１９ａおよび
第２直線導波路１９ｂと、第１分岐側導波路１５ａおよ
び第２分岐側導波路１５ｂとのそれぞれの境界またはそ
の近傍における伝搬光の進行方向が、各分岐側導波路１
５ａおよび１５ｂの方向（すなわち、この境界またはそ
の近傍における分岐側導波路１５ａおよび１５ｂの接線
方向）に一致するような長さとする。なお、この接線方
向とは、各分岐側導波路１５ａおよび１５ｂの例えば中
心線に対して引く接線の方向を意味する。
線導波路１９ｂの長さを、第１直線導波路１９ａおよび
第２直線導波路１９ｂと、第１分岐側導波路１５ａおよ
び第２分岐側導波路１５ｂとのそれぞれの境界またはそ
の近傍における伝搬光の進行方向が、各分岐側導波路１
５ａおよび１５ｂの方向（すなわち、この境界またはそ
の近傍における分岐側導波路１５ａおよび１５ｂの接線
方向）に一致するような長さとする。なお、この接線方
向とは、各分岐側導波路１５ａおよび１５ｂの例えば中
心線に対して引く接線の方向を意味する。
【００３５】第１直線導波路１９ａおよび第２直線導波
路１９ｂの長さがこれよりも長い場合には、同位相面の
進行方向が回転しすぎてしまう。一方、これによりも短
い場合には同位相面の進行方向の回転が不十分となる。
この点については、その詳細を後述する。
路１９ｂの長さがこれよりも長い場合には、同位相面の
進行方向が回転しすぎてしまう。一方、これによりも短
い場合には同位相面の進行方向の回転が不十分となる。
この点については、その詳細を後述する。
【００３６】第１分岐側導波路１５ａおよび第２分岐側
導波路１５ｂは、それぞれ曲線導波路からなる。これら
第１分岐側導波路１５ａおよび第２分岐側導波路１５ｂ
は、光の伝搬方向に沿って、互いに離れるように曲がっ
ている。
導波路１５ｂは、それぞれ曲線導波路からなる。これら
第１分岐側導波路１５ａおよび第２分岐側導波路１５ｂ
は、光の伝搬方向に沿って、互いに離れるように曲がっ
ている。
【００３７】すなわち、第１分岐側導波路１５ａおよび
第２分岐側導波路１５ｂは、従来構成と同様に、第１直
線導波路１９ａおよび第２直線導波路１９ｂに接続され
た側を起点にすると、最初はその曲率中心を、第１分岐
側導波路１５ａおよび第２分岐側導波路１５ｂに挟まれ
た領域の外側の領域であって、それぞれ対応する第１或
いは第２当該分岐側導波路１５ａまたは１５ｂにより近
い側の領域に置くように曲がる。その後、その曲率中心
を、その挟まれた領域の外側の領域であって、それぞれ
対応する第１或いは第２当該分岐側導波路１５ａまたは
１５ｂにより遠い側の領域に置くように曲がっている。
第２分岐側導波路１５ｂは、従来構成と同様に、第１直
線導波路１９ａおよび第２直線導波路１９ｂに接続され
た側を起点にすると、最初はその曲率中心を、第１分岐
側導波路１５ａおよび第２分岐側導波路１５ｂに挟まれ
た領域の外側の領域であって、それぞれ対応する第１或
いは第２当該分岐側導波路１５ａまたは１５ｂにより近
い側の領域に置くように曲がる。その後、その曲率中心
を、その挟まれた領域の外側の領域であって、それぞれ
対応する第１或いは第２当該分岐側導波路１５ａまたは
１５ｂにより遠い側の領域に置くように曲がっている。
【００３８】Ｙ分岐導波路１１を構成する上述の各導波
路は、筋状の高屈折率領域（コア）からなり、その周囲
を図示しない低屈折率領域（クラッド）に囲まれてい
る。そのため、各導波路に入射した光は、それぞれの導
波路の屈折率分布に応じた導波モードを有する伝搬光と
して各導波路を伝搬する。
路は、筋状の高屈折率領域（コア）からなり、その周囲
を図示しない低屈折率領域（クラッド）に囲まれてい
る。そのため、各導波路に入射した光は、それぞれの導
波路の屈折率分布に応じた導波モードを有する伝搬光と
して各導波路を伝搬する。
【００３９】このＹ分岐導波路１１は、合流側導波路１
３に入射した光を分岐させて第１分岐側導波路１５ａお
よび第２分岐側導波路１５ｂのそれぞれから出射する光
分岐素子として機能するし、逆に、第１分岐側導波路１
５ａおよび第２分岐側導波路１５ｂに入射した光を合流
させて合流側導波路１３から出射する光合流素子として
も機能する。
３に入射した光を分岐させて第１分岐側導波路１５ａお
よび第２分岐側導波路１５ｂのそれぞれから出射する光
分岐素子として機能するし、逆に、第１分岐側導波路１
５ａおよび第２分岐側導波路１５ｂに入射した光を合流
させて合流側導波路１３から出射する光合流素子として
も機能する。
【００４０】図示例のＹ分岐導波路１１は、光分岐素子
として光パワーを等分配させる構成にしてあるため、合
流側導波路１３の伝搬光の進行方向に一致する軸に対し
て線対称な構造を有する。ただし、光パワーの分配する
比率を異ならせるには、周知技術と同様の様々な手法を
用いることができる。この手法としては、例えば過渡導
波路のテーパ開き角の調節等がある。
として光パワーを等分配させる構成にしてあるため、合
流側導波路１３の伝搬光の進行方向に一致する軸に対し
て線対称な構造を有する。ただし、光パワーの分配する
比率を異ならせるには、周知技術と同様の様々な手法を
用いることができる。この手法としては、例えば過渡導
波路のテーパ開き角の調節等がある。
【００４１】図２は、実施の形態のＹ分岐導波路の説明
に供する図である。ただし、図２中の破線は、合流側導
波路から光を入射した場合における伝搬光の同位相面を
模式的に示す図である。以下、図２を参照して、図１の
Ｙ分岐導波路での伝搬光の振る舞いにつき時系列に従っ
て説明する。
に供する図である。ただし、図２中の破線は、合流側導
波路から光を入射した場合における伝搬光の同位相面を
模式的に示す図である。以下、図２を参照して、図１の
Ｙ分岐導波路での伝搬光の振る舞いにつき時系列に従っ
て説明する。
【００４２】図２に示すように、先ず、Ｙ分岐導波路１
１の合流側導波路１３における伝搬光は、過渡導波路１
７に入射する。このとき、過渡導波路１７における伝搬
光の進行方向ｋ３と、合流側導波路１３における伝搬光
の進行方向（同位相面に垂直な方向）ｋ１とは一致す
る。
１の合流側導波路１３における伝搬光は、過渡導波路１
７に入射する。このとき、過渡導波路１７における伝搬
光の進行方向ｋ３と、合流側導波路１３における伝搬光
の進行方向（同位相面に垂直な方向）ｋ１とは一致す
る。
【００４３】次に、過渡導波路１７を通過した伝搬光
は、その進行方向ｋ３を変化させることなく分岐され、
第１直線導波路１９ａおよび第２直線導波路１９ｂに入
射する。
は、その進行方向ｋ３を変化させることなく分岐され、
第１直線導波路１９ａおよび第２直線導波路１９ｂに入
射する。
【００４４】このとき、第１直線導波路１９ａおよび第
２直線導波路１９ｂの延在方向を、過渡導波路１７にお
ける伝搬光の進行方向ｋ３と一致させているため、第１
直線導波路１９ａおよび第２直線導波路１９ｂにおける
伝搬光の進行方向ｋ４は、過渡導波路１７における伝搬
光の進行方向ｋ３に一致する。よって、過渡導波路１７
と、第１直線導波路１９ａおよび第２直線導波路１９ｂ
との境界付近における光の損失は小さい。なお、伝搬光
の進行方向ｋ３とｋ４とが一致する場合には、合流側導
波路１３と、第１直線導波路１９ａおよび第２直線導波
路１９ｂとは互いに平行に存在することになる。
２直線導波路１９ｂの延在方向を、過渡導波路１７にお
ける伝搬光の進行方向ｋ３と一致させているため、第１
直線導波路１９ａおよび第２直線導波路１９ｂにおける
伝搬光の進行方向ｋ４は、過渡導波路１７における伝搬
光の進行方向ｋ３に一致する。よって、過渡導波路１７
と、第１直線導波路１９ａおよび第２直線導波路１９ｂ
との境界付近における光の損失は小さい。なお、伝搬光
の進行方向ｋ３とｋ４とが一致する場合には、合流側導
波路１３と、第１直線導波路１９ａおよび第２直線導波
路１９ｂとは互いに平行に存在することになる。
【００４５】また、第１直線導波路１９ａおよび第２直
線導波路１９ｂは、互いに平行でかつ近接する配置関係
にあるため、一つの導波路系を構成していると見なせ
る。よって、第１直線導波路１９ａおよび第２直線導波
路１９ｂを伝搬する２つの伝搬光（それぞれ第１伝搬光
および第２伝搬光という。）は、一つの伝搬光であるか
のように振る舞う。図示例の第１直線導波路１９ａおよ
び第２直線導波路１９ｂは、これら第１伝搬光および第
２伝搬光が一つの伝搬光であるかのように互いに影響し
合う程度の間隔で、互いに離間して設けられている。
線導波路１９ｂは、互いに平行でかつ近接する配置関係
にあるため、一つの導波路系を構成していると見なせ
る。よって、第１直線導波路１９ａおよび第２直線導波
路１９ｂを伝搬する２つの伝搬光（それぞれ第１伝搬光
および第２伝搬光という。）は、一つの伝搬光であるか
のように振る舞う。図示例の第１直線導波路１９ａおよ
び第２直線導波路１９ｂは、これら第１伝搬光および第
２伝搬光が一つの伝搬光であるかのように互いに影響し
合う程度の間隔で、互いに離間して設けられている。
【００４６】すなわち、図２に示すように、第１直線導
波路１９ａおよび第２直線導波路１９ｂに入射した伝搬
光は、高屈折率の第１直線導波路１９ａおよび第２直線
導波路１９ｂの部分（すなわちコア）と、第１直線導波
路１９ａおよび第２直線導波路１９ｂに挟まれた低屈折
率の部分（すなわちクラッド）とを伝搬する。よって、
この低屈折率の部分を伝搬する同位相面の速度（位相速
度）は、高屈折率の部分よりも速くなる。
波路１９ａおよび第２直線導波路１９ｂに入射した伝搬
光は、高屈折率の第１直線導波路１９ａおよび第２直線
導波路１９ｂの部分（すなわちコア）と、第１直線導波
路１９ａおよび第２直線導波路１９ｂに挟まれた低屈折
率の部分（すなわちクラッド）とを伝搬する。よって、
この低屈折率の部分を伝搬する同位相面の速度（位相速
度）は、高屈折率の部分よりも速くなる。
【００４７】したがって、図２に示すように、この第１
直線導波路１９ａおよび第２直線導波路１９ｂを伝搬す
る伝搬光の同位相面は、進行方向に対して凸な略円弧状
となり、しかも、伝搬していくに従い徐々にその円弧の
曲率半径は小さくなるように変化していく（フェーズア
クセラレータ効果と呼ばれる。）。
直線導波路１９ａおよび第２直線導波路１９ｂを伝搬す
る伝搬光の同位相面は、進行方向に対して凸な略円弧状
となり、しかも、伝搬していくに従い徐々にその円弧の
曲率半径は小さくなるように変化していく（フェーズア
クセラレータ効果と呼ばれる。）。
【００４８】以上のように、第１直線導波路１９ａおよ
び第２直線導波路１９ｂの長さを適当に設定しておけ
ば、これらと、第１分岐側導波路１５ａおよび第２分岐
側導波路１５ｂとの境界付近における伝搬光の進行方向
ｋ２を、第１分岐側導波路１５ａおよび第２分岐側導波
路１５ｂの境界またはその近傍における接線方向ｄに一
致させることができる。
び第２直線導波路１９ｂの長さを適当に設定しておけ
ば、これらと、第１分岐側導波路１５ａおよび第２分岐
側導波路１５ｂとの境界付近における伝搬光の進行方向
ｋ２を、第１分岐側導波路１５ａおよび第２分岐側導波
路１５ｂの境界またはその近傍における接線方向ｄに一
致させることができる。
【００４９】よって、各直線導波路１９ａおよび１９ｂ
と、各分岐側導波路１５ａおよび１５ｂとの付近におけ
るモード界分布不整合を緩和し、この付近のモード分布
不整合による損失を低減することができる。
と、各分岐側導波路１５ａおよび１５ｂとの付近におけ
るモード界分布不整合を緩和し、この付近のモード分布
不整合による損失を低減することができる。
【００５０】また、このＹ分岐導波路１１によれば、第
１直線導波路１９ａおよび第２直線導波路１９ｂが互い
に平行であり、しかも第１直線導波路１９ａおよび第２
直線導波路１９ｂのそれぞれの幅がその延在方向に渡っ
て均一であるため、フェーズアクセラレータ効果が失わ
れることがなく、一定のフェーズアクセラレータ効果を
維持することができる。したがって、直線導波路の部分
では常に波面回転作用を得ることができる。また、この
ように一定のフェーズアクセラレータ効果が得られる場
合には、一般に操作パラメータの多いＹ分岐導波路を容
易に設計することができると考えられる。
１直線導波路１９ａおよび第２直線導波路１９ｂが互い
に平行であり、しかも第１直線導波路１９ａおよび第２
直線導波路１９ｂのそれぞれの幅がその延在方向に渡っ
て均一であるため、フェーズアクセラレータ効果が失わ
れることがなく、一定のフェーズアクセラレータ効果を
維持することができる。したがって、直線導波路の部分
では常に波面回転作用を得ることができる。また、この
ように一定のフェーズアクセラレータ効果が得られる場
合には、一般に操作パラメータの多いＹ分岐導波路を容
易に設計することができると考えられる。
【００５１】その後、第１直線導波路１９ａおよび第２
直線導波路１９ｂから第１分岐側導波路１５ａおよび第
２分岐側導波路１５ｂにそれぞれ入射した伝搬光は、従
来と同様に外部に取り出される。
直線導波路１９ｂから第１分岐側導波路１５ａおよび第
２分岐側導波路１５ｂにそれぞれ入射した伝搬光は、従
来と同様に外部に取り出される。
【００５２】図３および図４は、実施の形態のＹ分岐導
波路の製造プロセスの一例について、その主要工程にお
ける各直線導波路の部分の切り口を示す断面図である。
波路の製造プロセスの一例について、その主要工程にお
ける各直線導波路の部分の切り口を示す断面図である。
【００５３】先ず、図３（Ａ）に示すように、シリコン
基板３１上に、下部クラッド層３３ａをプラズマＣＶＤ
法を用いて形成する。このとき、堆積ガスとしては、例
えば、有機オキシシランの一種であるテトラエトキシシ
ラン（Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）を用いる。
基板３１上に、下部クラッド層３３ａをプラズマＣＶＤ
法を用いて形成する。このとき、堆積ガスとしては、例
えば、有機オキシシランの一種であるテトラエトキシシ
ラン（Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）を用いる。
【００５４】次に、図３（Ｂ）に示すように、下部クラ
ッド層３３ａ上にコア層３５を同様にプラズマＣＶＤ法
を用いて形成する。なお、このとき、所定量のフッ素、
燐、ゲルマニウム、ホウ素などを加えつつ、テトラエト
キシシランを堆積ガスとして用いることにより、コア層
３５の比屈折率を下部クラッド層３３ａの比屈折率より
も若干高くする。
ッド層３３ａ上にコア層３５を同様にプラズマＣＶＤ法
を用いて形成する。なお、このとき、所定量のフッ素、
燐、ゲルマニウム、ホウ素などを加えつつ、テトラエト
キシシランを堆積ガスとして用いることにより、コア層
３５の比屈折率を下部クラッド層３３ａの比屈折率より
も若干高くする。
【００５５】続いて、図３（Ｃ）に示すように、コア層
３５を覆うようにエッチングマスク材３７を成膜する。
しかる後、図３（Ｄ）に示すように、エッチングマスク
材３７上のコア形成パターンのみが覆われるように、レ
ジストパターン３９を形成する。
３５を覆うようにエッチングマスク材３７を成膜する。
しかる後、図３（Ｄ）に示すように、エッチングマスク
材３７上のコア形成パターンのみが覆われるように、レ
ジストパターン３９を形成する。
【００５６】次に、図４（Ａ）に示すように、レジスト
パターン３９を介してエッチングマスク材３７をドライ
エッチングすることにより、コア形成パターンを覆うエ
ッチングマスク４１を形成した。その後、図４（Ｂ）に
示すようにレジストパターン３９を除去する。
パターン３９を介してエッチングマスク材３７をドライ
エッチングすることにより、コア形成パターンを覆うエ
ッチングマスク４１を形成した。その後、図４（Ｂ）に
示すようにレジストパターン３９を除去する。
【００５７】続いて、図４（Ｃ）に示すように、エッチ
ングマスク４１を介してコア層３５をドライエッチング
することにより、Ｙ分岐構造を有する導波路パターンを
構成するコア４３を形成する。
ングマスク４１を介してコア層３５をドライエッチング
することにより、Ｙ分岐構造を有する導波路パターンを
構成するコア４３を形成する。
【００５８】次に、図４（Ｄ）に示すように、エッチン
グマスク４１を除去したのち、コア４３および下部クラ
ッド層３３ａを覆うように、上部クラッド層３３ｂをプ
ラズマＣＶＤ法を用いて形成する。このとき、堆積ガス
としては、下部クラッド層３３ａの形成時と同様のガス
を用いる。
グマスク４１を除去したのち、コア４３および下部クラ
ッド層３３ａを覆うように、上部クラッド層３３ｂをプ
ラズマＣＶＤ法を用いて形成する。このとき、堆積ガス
としては、下部クラッド層３３ａの形成時と同様のガス
を用いる。
【００５９】例えば、以上のようなプロセスで埋込型の
Ｙ分岐導波路を形成することができる。なお、言うまで
もなく、この発明のＹ分岐導波路は、図示例のごとき埋
込型に限らず、リッジ型、装荷型或いはその他の好適な
導波路構造とすることができる。また、コア４３の屈折
率分布形状は、ステップインデックス型或いはグレーデ
ッドインデックス型のいずれでもよい。
Ｙ分岐導波路を形成することができる。なお、言うまで
もなく、この発明のＹ分岐導波路は、図示例のごとき埋
込型に限らず、リッジ型、装荷型或いはその他の好適な
導波路構造とすることができる。また、コア４３の屈折
率分布形状は、ステップインデックス型或いはグレーデ
ッドインデックス型のいずれでもよい。
【００６０】ここで、実施の形態のＹ分岐導波路のシミ
ュレーション結果につき説明する。このシミュレーショ
ンに供するＹ分岐導波路は、上述のプロセスで形成した
埋込型のＹ分岐導波路である。なお、ここでは、コア
（すなわち、合流側導波路、各直線導波路および各分岐
側導波路）の幅および高さを５μｍ、下部クラッド層お
よび上部クラッド層の厚さを２０μｍ、コアの屈折率を
１．４５５６、クラッドの屈折率を１．４５０５（測定
波長１．３１μｍ）とそれぞれ設定し、シングルモード
のＹ分岐導波路を構成している。
ュレーション結果につき説明する。このシミュレーショ
ンに供するＹ分岐導波路は、上述のプロセスで形成した
埋込型のＹ分岐導波路である。なお、ここでは、コア
（すなわち、合流側導波路、各直線導波路および各分岐
側導波路）の幅および高さを５μｍ、下部クラッド層お
よび上部クラッド層の厚さを２０μｍ、コアの屈折率を
１．４５５６、クラッドの屈折率を１．４５０５（測定
波長１．３１μｍ）とそれぞれ設定し、シングルモード
のＹ分岐導波路を構成している。
【００６１】図５は、シミュレーションに供するＹ分岐
導波路を示す図である。図５に示すように、このＹ分岐
導波路５１では、過渡導波路５７の開き角φｔを０．５
度、第１直線導波路５９ａおよび第２直線導波路５９ｂ
の間隔ｗを３．５μｍ、第１分岐側導波路５５ａおよび
第２分岐側導波路５５ｂの曲率半径ｒを２５ｍｍとそれ
ぞれ設定した。ただし、入射光の波長は１．３１μｍで
ある。このとき、第１直線導波路５９ａおよび第１分岐
側導波路５５ａがなす分岐角φｂ（ここでは、第２直線
導波路５９ｂおよび第２分岐側導波路５５ｂがなす角に
同じである。）を異なった値に設定し、各直線導波路５
５ａおよび５５ｂの長さと、過剰損失との関係を調べ
た。
導波路を示す図である。図５に示すように、このＹ分岐
導波路５１では、過渡導波路５７の開き角φｔを０．５
度、第１直線導波路５９ａおよび第２直線導波路５９ｂ
の間隔ｗを３．５μｍ、第１分岐側導波路５５ａおよび
第２分岐側導波路５５ｂの曲率半径ｒを２５ｍｍとそれ
ぞれ設定した。ただし、入射光の波長は１．３１μｍで
ある。このとき、第１直線導波路５９ａおよび第１分岐
側導波路５５ａがなす分岐角φｂ（ここでは、第２直線
導波路５９ｂおよび第２分岐側導波路５５ｂがなす角に
同じである。）を異なった値に設定し、各直線導波路５
５ａおよび５５ｂの長さと、過剰損失との関係を調べ
た。
【００６２】図６は、シミュレーション結果を示すグラ
フである。ただし、横軸は各直線導波路の長さ（μｍ）
を示し、縦軸は過剰損失（ｄＢ）を示す。また、各曲線
は、分岐角φｂを、０．０度、０．２度、０．５度、
１．０度、１．５度および２．０度としたときの直線導
波路長さＬおよび過剰損失の関係を表している。
フである。ただし、横軸は各直線導波路の長さ（μｍ）
を示し、縦軸は過剰損失（ｄＢ）を示す。また、各曲線
は、分岐角φｂを、０．０度、０．２度、０．５度、
１．０度、１．５度および２．０度としたときの直線導
波路長さＬおよび過剰損失の関係を表している。
【００６３】図６からも理解できるように、各曲線（分
岐角０度のものを除く。）には、過剰損失の極小値を与
える直線導波路の長さＬが存在する。そして、この極小
値を与える直線導波路の長さＬは、分岐角φｂの増加に
伴い長くなる傾向にある。このことは、直線導波路にお
ける伝搬光が進行すると共に、この伝搬光の同位相面が
なす略円弧の曲率半径が小さくなっていくことを示して
いる。
岐角０度のものを除く。）には、過剰損失の極小値を与
える直線導波路の長さＬが存在する。そして、この極小
値を与える直線導波路の長さＬは、分岐角φｂの増加に
伴い長くなる傾向にある。このことは、直線導波路にお
ける伝搬光が進行すると共に、この伝搬光の同位相面が
なす略円弧の曲率半径が小さくなっていくことを示して
いる。
【００６４】なお、図６に示す曲線では、図示しない１
００μｍより大きい領域において周期的に極小値が現れ
るが、１００μｍよりも大きい領域における極小値は、
図示例の１００μｍよりも小さい領域における極小値よ
りも必ず大きくなるため、１００μｍよりも大きい数値
領域については省略してある。
００μｍより大きい領域において周期的に極小値が現れ
るが、１００μｍよりも大きい領域における極小値は、
図示例の１００μｍよりも小さい領域における極小値よ
りも必ず大きくなるため、１００μｍよりも大きい数値
領域については省略してある。
【００６５】図６に示すように、このＹ分岐導波路で
は、分岐角φｂが１．０度でありかつ直線導波路の長さ
が６０μｍのときに、過剰損失の最小値０．２８ｄＢが
得られる。
は、分岐角φｂが１．０度でありかつ直線導波路の長さ
が６０μｍのときに、過剰損失の最小値０．２８ｄＢが
得られる。
【００６６】また、過剰損失を低減できる直線導波路の
長さＬは、分岐角φｂがφｂ〜０．２度では長さＬが２
０μｍ≦Ｌ≦６０μｍの範囲であり、分岐角φｂが０．
２度≦φｂ≦１．０度では長さＬが２０μｍ≦Ｌ≦１０
０μｍの範囲であり、分岐角φｂが１．０度＜φｂ≦
１．５度では長さが４０μｍ＜Ｌ≦９０μｍの範囲であ
ると言える。
長さＬは、分岐角φｂがφｂ〜０．２度では長さＬが２
０μｍ≦Ｌ≦６０μｍの範囲であり、分岐角φｂが０．
２度≦φｂ≦１．０度では長さＬが２０μｍ≦Ｌ≦１０
０μｍの範囲であり、分岐角φｂが１．０度＜φｂ≦
１．５度では長さが４０μｍ＜Ｌ≦９０μｍの範囲であ
ると言える。
【００６７】すなわち、一般に用いられる１．３μｍ波
長帯や１．５μｍ波長帯において、Ｙ分岐導波路の過剰
損失を低減させるには、直線導波路の長さＬを約１００
μｍ以下にすればよいと考えられる。
長帯や１．５μｍ波長帯において、Ｙ分岐導波路の過剰
損失を低減させるには、直線導波路の長さＬを約１００
μｍ以下にすればよいと考えられる。
【００６８】以上説明した実施の形態のＹ分岐導波路を
複数個用いて１×Ｎスプリッタを構成することができ
る。また、このＹ分岐導波路を用いて１×Ｎ分岐型スイ
ッチアレイやＮ×Ｎマトリクススイッチを構成すること
ができる。
複数個用いて１×Ｎスプリッタを構成することができ
る。また、このＹ分岐導波路を用いて１×Ｎ分岐型スイ
ッチアレイやＮ×Ｎマトリクススイッチを構成すること
ができる。
【００６９】
【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明のＹ分岐導波路によれば、過渡導波路および各々の
分岐側導波路をそれぞれ接続してなる互いに平行な複数
の直線導波路が所定の方向に並んで設けられている。よ
って、直線導波路でフェーズアクセラレータ効果を発生
させることができる。したがって、直線導波路の長さを
調節することにより、直線導波路における伝搬光の進行
方向を、直線導波路および分岐側導波路の境界近傍にお
ける伝搬光の進行方向と一致させることができる。よっ
て、この境界部分でのモード界分布不整合が緩和され
る。したがって、この発明によれば、分岐側導波路間に
分岐幅を有するＹ分岐導波路のモード界分布不整合によ
る損失を低減することができる。
発明のＹ分岐導波路によれば、過渡導波路および各々の
分岐側導波路をそれぞれ接続してなる互いに平行な複数
の直線導波路が所定の方向に並んで設けられている。よ
って、直線導波路でフェーズアクセラレータ効果を発生
させることができる。したがって、直線導波路の長さを
調節することにより、直線導波路における伝搬光の進行
方向を、直線導波路および分岐側導波路の境界近傍にお
ける伝搬光の進行方向と一致させることができる。よっ
て、この境界部分でのモード界分布不整合が緩和され
る。したがって、この発明によれば、分岐側導波路間に
分岐幅を有するＹ分岐導波路のモード界分布不整合によ
る損失を低減することができる。
【図１】実施の形態のＹ分岐導波路を概略的に示した図
である。
である。
【図２】実施の形態のＹ分岐導波路の説明に供する図で
ある。
ある。
【図３】実施の形態のＹ分岐導波路の製造プロセスの一
例について、その主要工程における各直線導波路の部分
の切り口を示す断面図（その１）である。
例について、その主要工程における各直線導波路の部分
の切り口を示す断面図（その１）である。
【図４】図３に続く、実施の形態のＹ分岐導波路の製造
プロセスの一例について、その主要工程における各直線
導波路の部分の切り口を示す断面図（その２）である。
プロセスの一例について、その主要工程における各直線
導波路の部分の切り口を示す断面図（その２）である。
【図５】シミュレーションに供するＹ分岐導波路を示す
図である。
図である。
【図６】シミュレーション結果を示すグラフである。
【図７】従来のＹ分岐導波路の説明に供する図である。
【図８】所定の分岐幅を有するＹ分岐導波路の説明に供
する図である。
する図である。
１１：Ｙ分岐導波路 １３：合流側導波路 １５ａ、１５ｂ：第１、第２分岐側導波路 １７：過渡導波路 １９ａ、１９ｂ：第１、第２直線導波路
Claims (5)
- 【請求項１】 一本の合流側導波路と、二本の分岐側導
波路と、分岐側の幅が合流側の幅よりも広いテーパ形状
を成しかつ前記合流側導波路および前記分岐側導波路間
に設けられた過渡導波路とを具えるＹ分岐導波路におい
て、 前記過渡導波路および互いに異なる一つの前記分岐側導
波路間をそれぞれ接続してなる互いに平行な二本の直線
導波路を具え、 該直線導波路は、前記合流側導波路から光を入射させた
ときに当該光が前記過渡導波路中を伝搬する方向と同一
な方向に延在していることを特徴とするＹ分岐導波路。 - 【請求項２】 請求項１に記載のＹ分岐導波路におい
て、 前記直線導波路は、その延在方向に渡って均一な幅をそ
れぞれ有することを特徴とするＹ分岐導波路。 - 【請求項３】 請求項１に記載のＹ分岐導波路におい
て、 前記直線導波路の長さを、該直線導波路に入射した伝搬
光が該直線導波路中を伝搬して前記分岐側導波路間の境
界またはその近傍に達したとき、当該境界またはその近
傍における前記伝搬光の進行方向が、当該境界またはそ
の近傍における前記分岐側導波路の接線方向と一致する
ような長さとしたことを特徴とするＹ分岐導波路。 - 【請求項４】 請求項１に記載のＹ分岐導波路におい
て、 前記直線導波路は、過渡導波路の端部に接続されてい
て、なまりの発生を抑制できる間隔で互いに離間して設
けられていることを特徴とするＹ分岐導波路。 - 【請求項５】 請求項１に記載のＹ分岐導波路におい
て、 前記直線導波路は、当該直線導波路をそれぞれ伝搬する
光が一つの伝搬光であるかのように互いに影響し合う程
度の間隔で、互いに離間して設けられていることを特徴
とするＹ分岐導波路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30753799A JP2001124945A (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | Ｙ分岐導波路 |
| US09/697,135 US6553164B1 (en) | 1999-10-28 | 2000-10-27 | Y-branch waveguide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30753799A JP2001124945A (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | Ｙ分岐導波路 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001124945A true JP2001124945A (ja) | 2001-05-11 |
Family
ID=17970298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30753799A Pending JP2001124945A (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | Ｙ分岐導波路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| US (1) | US6553164B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001124945A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009107811A1 (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-03 | 株式会社フジクラ | 基板型光導波路素子、波長分散補償素子、光フィルタならびに光共振器、およびそれらの設計方法 |
| JP2011118223A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Canon Inc | モード変換素子 |
| US8270789B2 (en) | 2008-02-29 | 2012-09-18 | Fujikura Ltd. | Optical waveguide element, chromatic dispersion compensator, methods for designing chromatic dispersion compensator, optical filter, methods for designing optical filter, optical resonator and methods for designing optical resonator |
| US8270790B2 (en) | 2008-02-29 | 2012-09-18 | Fujikura Ltd. | Planar optical waveguide element, chromatic dispersion compensator, methods for designing chromatic dispersion compensator, optical filter, methods for designing optical filter, optical resonator and methods for designing optical resonator |
| US8824044B2 (en) | 2008-02-29 | 2014-09-02 | Fujikura Ltd. | Planar optical waveguide element, chromatic dispersion compensator, optical filter, optical resonator and methods for designing the element, chromatic dispersion compensator, optical filter and optical resonator |
| WO2017101725A1 (zh) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 武汉邮电科学研究院 | 基于截面l形波导和非对称y分支的偏振旋转与合束器 |
| JP2017151275A (ja) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 住友ベークライト株式会社 | 光導波路、光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7087179B2 (en) * | 2000-12-11 | 2006-08-08 | Applied Materials, Inc. | Optical integrated circuits (ICs) |
| US6690025B2 (en) * | 2001-05-11 | 2004-02-10 | Lightwave Microsystems Corporation | Devices for etch loading planar lightwave circuits |
| US6970625B2 (en) * | 2002-07-12 | 2005-11-29 | Intel Corporation | Optimized Y-branch design |
| CN100406936C (zh) * | 2003-05-16 | 2008-07-30 | 日立化成工业株式会社 | 光导波路结构 |
| US7006734B2 (en) * | 2003-09-29 | 2006-02-28 | Intel Corporation | Optical waveguide Y-branch splitter |
| JP5104665B2 (ja) * | 2008-08-29 | 2012-12-19 | 沖電気工業株式会社 | スポットサイズ変換器 |
| US10330863B2 (en) | 2017-04-18 | 2019-06-25 | Neophotonics Corporation | Planar lightwave circuit optical splitter / mixer |
| DE102019133365A1 (de) | 2019-12-06 | 2021-06-10 | CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH | Anordnung zum Betrieb eines Biosensors sowie Anordnung zur Bestimmung des Glukosegehalts im Blut |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03172804A (ja) | 1989-12-01 | 1991-07-26 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 偏波無依存波長不感受光分岐デバイス |
| JPH03245107A (ja) | 1990-02-23 | 1991-10-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 分岐・合波光導波回路 |
| JPH05119220A (ja) | 1991-10-28 | 1993-05-18 | Toshiba Corp | 光カプラ |
| JPH0511130A (ja) | 1991-06-28 | 1993-01-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Ｙ分岐光導波路 |
| CA2134694C (en) * | 1993-11-01 | 2002-10-08 | Yuji Matsuura | Optical branching device |
| DE69415768T2 (de) * | 1993-11-01 | 1999-06-10 | Sumitomo Electric Industries | Optisches Abzweigelement |
| JP2746216B2 (ja) * | 1995-08-04 | 1998-05-06 | 日本電気株式会社 | 光スイッチ |
| US5757995A (en) * | 1995-12-27 | 1998-05-26 | Nhk Spring Co., Ltd. | Optical coupler |
| US5745619A (en) * | 1996-06-07 | 1998-04-28 | Lucent Technologies Inc. | Low-loss optical power splitter for high-definition waveguides |
| US5706377A (en) * | 1996-07-17 | 1998-01-06 | Lucent Technologies Inc. | Wavelength routing device having wide and flat passbands |
| US6236784B1 (en) * | 1998-08-10 | 2001-05-22 | Hitachi, Ltd. | Y branching optical waveguide and optical integrated circuit |
-
1999
- 1999-10-28 JP JP30753799A patent/JP2001124945A/ja active Pending
-
2000
- 2000-10-27 US US09/697,135 patent/US6553164B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009107811A1 (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-03 | 株式会社フジクラ | 基板型光導波路素子、波長分散補償素子、光フィルタならびに光共振器、およびそれらの設計方法 |
| JP4448199B2 (ja) * | 2008-02-29 | 2010-04-07 | 株式会社フジクラ | 基板型光導波路素子、波長分散補償素子、光フィルタならびに光共振器、およびそれらの設計方法 |
| JPWO2009107811A1 (ja) * | 2008-02-29 | 2011-07-07 | 株式会社フジクラ | 基板型光導波路素子、波長分散補償素子、光フィルタならびに光共振器、およびそれらの設計方法 |
| US8270789B2 (en) | 2008-02-29 | 2012-09-18 | Fujikura Ltd. | Optical waveguide element, chromatic dispersion compensator, methods for designing chromatic dispersion compensator, optical filter, methods for designing optical filter, optical resonator and methods for designing optical resonator |
| US8270790B2 (en) | 2008-02-29 | 2012-09-18 | Fujikura Ltd. | Planar optical waveguide element, chromatic dispersion compensator, methods for designing chromatic dispersion compensator, optical filter, methods for designing optical filter, optical resonator and methods for designing optical resonator |
| US8542970B2 (en) | 2008-02-29 | 2013-09-24 | Fujikura Ltd. | Planar optical waveguide element, chromatic dispersion compensator, optical filter, optical resonator and methods for designing the element, chromatic dispersion compensator, optical filter and optical resonator |
| US8824044B2 (en) | 2008-02-29 | 2014-09-02 | Fujikura Ltd. | Planar optical waveguide element, chromatic dispersion compensator, optical filter, optical resonator and methods for designing the element, chromatic dispersion compensator, optical filter and optical resonator |
| JP2011118223A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Canon Inc | モード変換素子 |
| WO2017101725A1 (zh) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 武汉邮电科学研究院 | 基于截面l形波导和非对称y分支的偏振旋转与合束器 |
| JP2017151275A (ja) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 住友ベークライト株式会社 | 光導波路、光電気混載基板、光モジュールおよび電子機器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6553164B1 (en) | 2003-04-22 |
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