JP2001174659A - モード分離方法及びモード分離器 - Google Patents
モード分離方法及びモード分離器Info
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/1225—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths comprising photonic band-gap structures or photonic lattices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
Abstract
(57)【要約】
【課題】光導波路を伝播する光に対しＴＭモード、ＴＥ
モードの分離を効率よく、容易に行い、モード分離器の
小型化を図ると共に、製造方法を容易にする。 【解決手段】モード分離器は入射光導波路３と、フォト
ニック結晶体と、出射光導波路４とを備える。ＴＭモー
ドを分離するには、断面が格子形状の誘電率の高第一の
誘電体１１と、第一の誘電体の周囲に設けられる第二の
誘電体１２とを有し、格子定数を伝播する光の波長に近
似したフォトニック結晶体１０とする。ＴＥモードを分
離するには、円形ロッドを格子状に配列した誘電率の高
い第一の誘電体と、第一の誘電体の周囲に設けられる第
二の誘電体とを有し、格子定数が伝播する光の波長に近
似したフォトニック結晶体とする。
モードの分離を効率よく、容易に行い、モード分離器の
小型化を図ると共に、製造方法を容易にする。 【解決手段】モード分離器は入射光導波路３と、フォト
ニック結晶体と、出射光導波路４とを備える。ＴＭモー
ドを分離するには、断面が格子形状の誘電率の高第一の
誘電体１１と、第一の誘電体の周囲に設けられる第二の
誘電体１２とを有し、格子定数を伝播する光の波長に近
似したフォトニック結晶体１０とする。ＴＥモードを分
離するには、円形ロッドを格子状に配列した誘電率の高
い第一の誘電体と、第一の誘電体の周囲に設けられる第
二の誘電体とを有し、格子定数が伝播する光の波長に近
似したフォトニック結晶体とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路を伝播す
る光に対してＴＥ波またはＴＭ波の伝播を抑制しＴＭ波
またはＴＥ波のみを分離して伝播させるモード分離方法
及びモード分離器に関する。
る光に対してＴＥ波またはＴＭ波の伝播を抑制しＴＭ波
またはＴＥ波のみを分離して伝播させるモード分離方法
及びモード分離器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、光導波路を伝播する電磁波の
ある成分を選択吸収し、平面偏光にするモード分離器が
あった。モード分離器は、光導波路中に設けられ、光の
伝播方向に電場成分を持たない偏光、所謂ＴＥ波のみを
伝播させることにより、光導波路中を伝播する光のモー
ドをＴＥモードの一定の平面偏光にするものであるか、
あるいは、光の伝播方向に磁場成分を持たない偏光、所
謂ＴＭ波のみを伝播させることにより、光導波路中を伝
播する光のモードをＴＭモードの一定の平面偏光にする
ものである。このようなモード分離器としては、図７に
示すように、基板３１に埋め込まれた光導波路３２に方
解石３３を装荷したものがあった。ＴＥモードを分離す
る場合は、光導波路３２に方解石３３の光学軸ＺをＴＥ
モードの偏光軸と一致させて配置し、光導波路３２の屈
折率ｎｇを方解石３３の屈折率ｎｏより小さくして適用
する。尚、光導波路３２の屈折率ｎｇは基板３１の屈折
率ｎｅより大きいものである。このような屈折率を有す
るモード分離器に光導波路３２から光が導入されると、
ＴＥ波は光導波路３２中を伝播し、ＴＭ波は光導波路３
２から方解石３３中に散乱され光導波路３２から排除さ
れＴＥ波のみが伝播され、ＴＥ波の損失が少なくＴＭ波
については高い消光比が得られる。
ある成分を選択吸収し、平面偏光にするモード分離器が
あった。モード分離器は、光導波路中に設けられ、光の
伝播方向に電場成分を持たない偏光、所謂ＴＥ波のみを
伝播させることにより、光導波路中を伝播する光のモー
ドをＴＥモードの一定の平面偏光にするものであるか、
あるいは、光の伝播方向に磁場成分を持たない偏光、所
謂ＴＭ波のみを伝播させることにより、光導波路中を伝
播する光のモードをＴＭモードの一定の平面偏光にする
ものである。このようなモード分離器としては、図７に
示すように、基板３１に埋め込まれた光導波路３２に方
解石３３を装荷したものがあった。ＴＥモードを分離す
る場合は、光導波路３２に方解石３３の光学軸ＺをＴＥ
モードの偏光軸と一致させて配置し、光導波路３２の屈
折率ｎｇを方解石３３の屈折率ｎｏより小さくして適用
する。尚、光導波路３２の屈折率ｎｇは基板３１の屈折
率ｎｅより大きいものである。このような屈折率を有す
るモード分離器に光導波路３２から光が導入されると、
ＴＥ波は光導波路３２中を伝播し、ＴＭ波は光導波路３
２から方解石３３中に散乱され光導波路３２から排除さ
れＴＥ波のみが伝播され、ＴＥ波の損失が少なくＴＭ波
については高い消光比が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、モード
分離器に使用される方解石は高い研磨精度が必要であ
り、製造が困難であり、高価であった。
分離器に使用される方解石は高い研磨精度が必要であ
り、製造が困難であり、高価であった。
【０００４】本願発明は上記欠点を解消するためになさ
れたものであって、ＴＭ波、ＴＥ波の何れかの伝播を抑
制し、高い消光比で一方のみを損失なく伝播させること
ができるモード分離方法及び容易に製造できるモード分
離器を提供することを目的とする。
れたものであって、ＴＭ波、ＴＥ波の何れかの伝播を抑
制し、高い消光比で一方のみを損失なく伝播させること
ができるモード分離方法及び容易に製造できるモード分
離器を提供することを目的とする。
【０００５】
【発明を解決するための手段】本発明のモード分離方法
は上記目的を達成するため、光導波路を伝播する光に対
しＴＥ波またはＴＭ波の何れか一方の伝播を抑制する
際、フォトニック結晶体を用いたものである。
は上記目的を達成するため、光導波路を伝播する光に対
しＴＥ波またはＴＭ波の何れか一方の伝播を抑制する
際、フォトニック結晶体を用いたものである。
【０００６】更に、モード分離方法は、誘電率の異なる
２種の誘電体で形成され、断面が格子形状の誘電率の高
い第一の誘電体と、第一の誘電体の周囲に設けられる誘
電率の低い第二の誘電体とを有し、格子の格子定数が伝
播する光の波長に近似したものであるフォトニック結晶
体を用いてＴＥ波の伝播を抑制するものであり、また、
誘電率の異なる２種の誘電体で形成され、円形ロッドを
格子状に配列した誘電率の高い第一の誘電体と、第一の
誘電体の周囲に設けられる誘電率の低い第二の誘電体と
を有し、格子の格子定数が伝播する光の波長に近似した
ものであるフォトニック結晶体を用いてＴＭ波の伝播を
抑制するものである。
２種の誘電体で形成され、断面が格子形状の誘電率の高
い第一の誘電体と、第一の誘電体の周囲に設けられる誘
電率の低い第二の誘電体とを有し、格子の格子定数が伝
播する光の波長に近似したものであるフォトニック結晶
体を用いてＴＥ波の伝播を抑制するものであり、また、
誘電率の異なる２種の誘電体で形成され、円形ロッドを
格子状に配列した誘電率の高い第一の誘電体と、第一の
誘電体の周囲に設けられる誘電率の低い第二の誘電体と
を有し、格子の格子定数が伝播する光の波長に近似した
ものであるフォトニック結晶体を用いてＴＭ波の伝播を
抑制するものである。
【０００７】本発明のモード分離器は、光導波路を伝播
する光に対しＴＥ波またはＴＭ波の何れか一方の伝播を
抑制するモード分離器において、光導波路にフォトニッ
ク結晶体を設けたものである。
する光に対しＴＥ波またはＴＭ波の何れか一方の伝播を
抑制するモード分離器において、光導波路にフォトニッ
ク結晶体を設けたものである。
【０００８】更に、本発明のモード分離方法は、光導波
路を伝播する光に対してＴＥ波の伝搬を排除するモード
分離器であって、入射光導波路と、入射光導波路に接続
され、誘電率の異なる２種の誘電体で形成され、断面が
格子形状の誘電率の高い第一の誘電体と、第一の誘電体
の周囲に設けられる誘電率の低い第二の誘電体とを有
し、格子の格子定数が伝播する光の波長に近似したもの
であるフォトニック結晶体と、フォトニック結晶体に接
続される出射光導波路とを備えたものである。
路を伝播する光に対してＴＥ波の伝搬を排除するモード
分離器であって、入射光導波路と、入射光導波路に接続
され、誘電率の異なる２種の誘電体で形成され、断面が
格子形状の誘電率の高い第一の誘電体と、第一の誘電体
の周囲に設けられる誘電率の低い第二の誘電体とを有
し、格子の格子定数が伝播する光の波長に近似したもの
であるフォトニック結晶体と、フォトニック結晶体に接
続される出射光導波路とを備えたものである。
【０００９】また、本発明のモード分離器は、光導波路
を伝播する光に対してＴＭ波の伝搬を排除するモード分
離器であって、誘電率の異なる２種の誘電体で形成さ
れ、円形ロッドを格子状に配列した誘電率の高い第一の
誘電体と、第一の誘電体の周囲に設けられる誘電率の低
い第二の誘電体とを有し、格子の格子定数が伝播する光
の波長に近似したものであるフォトニック結晶体と、フ
ォトニック結晶体に接続される出射光導波路とを備えた
ものである。
を伝播する光に対してＴＭ波の伝搬を排除するモード分
離器であって、誘電率の異なる２種の誘電体で形成さ
れ、円形ロッドを格子状に配列した誘電率の高い第一の
誘電体と、第一の誘電体の周囲に設けられる誘電率の低
い第二の誘電体とを有し、格子の格子定数が伝播する光
の波長に近似したものであるフォトニック結晶体と、フ
ォトニック結晶体に接続される出射光導波路とを備えた
ものである。
【００１０】光導波路を伝播する光に対してモード分離
するのに、ＴＥ波、ＴＭ波の何れか一方の伝播を抑制す
るフォトニック結晶体を用いることにより、効率よく、
小型の装置により、容易に分離することができる。具体
的には、フォトニック結晶体として、誘電率の異なる２
種の誘電体のうち誘電率の高い第一の誘電体を断面を格
子形状に形成し、第二の誘電体を第一の誘電体の周囲に
形成し、格子の格子を伝播する光の波長に近似したもの
とすると、ＴＥモードはフォトニック結晶体により反射
され伝播が抑制され、ＴＭモードのみが伝播される。Ｔ
Ｍモードは消光されず透過率が高く効率よく分離するこ
とができる。また、フォトニック結晶体として、誘電率
の異なる２種の誘電体のうち誘電率の高い第一の誘電体
である円形ロッドを格子状に配列して形成し、第二の誘
電体を第一の誘電体の周囲に形成し、格子の格子定数を
伝播する光の波長に近似したものとすると、ＴＭモード
はフォトニック結晶体において反射され伝播が抑制さ
れ、ＴＥモードのみが伝播される。ＴＭモードは消光さ
れず透過率が高く効率よく分離することができる。
するのに、ＴＥ波、ＴＭ波の何れか一方の伝播を抑制す
るフォトニック結晶体を用いることにより、効率よく、
小型の装置により、容易に分離することができる。具体
的には、フォトニック結晶体として、誘電率の異なる２
種の誘電体のうち誘電率の高い第一の誘電体を断面を格
子形状に形成し、第二の誘電体を第一の誘電体の周囲に
形成し、格子の格子を伝播する光の波長に近似したもの
とすると、ＴＥモードはフォトニック結晶体により反射
され伝播が抑制され、ＴＭモードのみが伝播される。Ｔ
Ｍモードは消光されず透過率が高く効率よく分離するこ
とができる。また、フォトニック結晶体として、誘電率
の異なる２種の誘電体のうち誘電率の高い第一の誘電体
である円形ロッドを格子状に配列して形成し、第二の誘
電体を第一の誘電体の周囲に形成し、格子の格子定数を
伝播する光の波長に近似したものとすると、ＴＭモード
はフォトニック結晶体において反射され伝播が抑制さ
れ、ＴＥモードのみが伝播される。ＴＭモードは消光さ
れず透過率が高く効率よく分離することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明のモード分離方法を適用し
たモード分離器の好ましい実施形態について図面を参照
して説明する。
たモード分離器の好ましい実施形態について図面を参照
して説明する。
【００１２】本発明のモード分離器１、２は、図１、２
に示すように、入射光を導入させる入射光導波路３と、
入射光導波路３から導入される光のモード分離を行うフ
ォトニック結晶体１０または２０と、出射光を伝播させ
る出射光導波路４とを備え、入射光導波路３から入射さ
れる光からＴＭモードまたはＴＥモードのみを分離して
出射光導波路４へ放出するものである。
に示すように、入射光を導入させる入射光導波路３と、
入射光導波路３から導入される光のモード分離を行うフ
ォトニック結晶体１０または２０と、出射光を伝播させ
る出射光導波路４とを備え、入射光導波路３から入射さ
れる光からＴＭモードまたはＴＥモードのみを分離して
出射光導波路４へ放出するものである。
【００１３】入射光導波路３はフォトニック結晶体１
０、２０へ光導波路を伝播される光を導入するものであ
る。入射光導波路３は光ファイバー等で形成され、フォ
トニック結晶体１０、２０の屈折率より小さい屈折率を
有する材質で形成される。入射光導波路３はフォトニッ
ク結晶体１０、２０の格子形状に形成される平面に対し
て平行方向に接続される。このため、伝播する光はフォ
トニック結晶体１０、２０中で誘電率が波長単位で変化
する方向に伝播するように導入される。
０、２０へ光導波路を伝播される光を導入するものであ
る。入射光導波路３は光ファイバー等で形成され、フォ
トニック結晶体１０、２０の屈折率より小さい屈折率を
有する材質で形成される。入射光導波路３はフォトニッ
ク結晶体１０、２０の格子形状に形成される平面に対し
て平行方向に接続される。このため、伝播する光はフォ
トニック結晶体１０、２０中で誘電率が波長単位で変化
する方向に伝播するように導入される。
【００１４】フォトニック結晶体１０、２０は、光の伝
播方向に誘電率を波長単位で周期的に大きく変化させる
と、電磁波が固有のモードを持てない周波数領域、即ち
フォトニック・バンドギャップが形成され、フォトニッ
ク・バンドギャップに相当する光子エネルギーを持つ光
の伝播が抑制される性質を有するものである。
播方向に誘電率を波長単位で周期的に大きく変化させる
と、電磁波が固有のモードを持てない周波数領域、即ち
フォトニック・バンドギャップが形成され、フォトニッ
ク・バンドギャップに相当する光子エネルギーを持つ光
の伝播が抑制される性質を有するものである。
【００１５】モード分離器１に用いられるフォトニック
結晶体１０は、高い誘電率εａを有する第一の誘電体１
１を格子形状に形成し、誘電率εａと大きく異なる低い
誘電率εbを有する第二の誘電体１２を第一の誘電体の
周囲に形成し、格子形状の格子定数Ｋ１(図４)を伝播す
る光の波長に近似させた平面（以下、周期面と称す）と
し、この面に垂直な方向に一様な構造としたのものであ
る。このようなフォトニック結晶体１０においては、図
３に示すように、格子定数Ｋ１に近似した波長の光のＴ
Ｍ波（実線）に対してバンドギャップは存在しないが、
特定の周波数の範囲でＴＥ波（破線）に対して全ての方
向に対して伝播を抑制するギャップＧ１が存在する。
尚、図３に示すグラフは、第一の誘電体と第二の誘電体
の誘電率比を８．９、格子定数をａとしたフォトニック
結晶体１０において、図４に示すように、格子の交点を
г、格子の横軸方向の交点をＸ、гから横軸方向を基準
に４５°方向の格子の交点をＭとしたとき、гからの方
向を横軸、周波数ωａ／２π・Ｃを縦軸として、フォト
ニック結晶中を伝播する光の存在を表示したものであ
る。
結晶体１０は、高い誘電率εａを有する第一の誘電体１
１を格子形状に形成し、誘電率εａと大きく異なる低い
誘電率εbを有する第二の誘電体１２を第一の誘電体の
周囲に形成し、格子形状の格子定数Ｋ１(図４)を伝播す
る光の波長に近似させた平面（以下、周期面と称す）と
し、この面に垂直な方向に一様な構造としたのものであ
る。このようなフォトニック結晶体１０においては、図
３に示すように、格子定数Ｋ１に近似した波長の光のＴ
Ｍ波（実線）に対してバンドギャップは存在しないが、
特定の周波数の範囲でＴＥ波（破線）に対して全ての方
向に対して伝播を抑制するギャップＧ１が存在する。
尚、図３に示すグラフは、第一の誘電体と第二の誘電体
の誘電率比を８．９、格子定数をａとしたフォトニック
結晶体１０において、図４に示すように、格子の交点を
г、格子の横軸方向の交点をＸ、гから横軸方向を基準
に４５°方向の格子の交点をＭとしたとき、гからの方
向を横軸、周波数ωａ／２π・Ｃを縦軸として、フォト
ニック結晶中を伝播する光の存在を表示したものであ
る。
【００１６】また、モード分離器２に適用されるフォト
ニック結晶体２０は、高い誘電率εａを有する第一の誘
電体２１を円形形状としこれを格子状に配列し、誘電率
εａと大きく異なる低い誘電率εbを有する第二の誘電
体２２を第一の誘電体２１の周囲に形成し、格子定数Ｋ
２(図６)を伝播する光の波長に近似させた平面（以下、
周期面と称す）とし、この面に垂直な方向に一様な構造
としたのものである。このようなフォトニック結晶体に
おいては、図５に示すように、格子定数Ｋ２に近似した
波長の光のＴＥ波（破線）に対してバンドギャップは存
在しないが、特定の周波数の範囲でＴＭ波（実線）に対
して全ての方向に対して伝播を抑制するギャップＧ２が
存在する。尚、図５に示すグラフは、第一の誘電体と第
二の誘電体の誘電率比を８．９、格子定数をａとしたフ
ォトニック結晶体１０において、図６に示すように、格
子の交点をг、格子の横軸方向の交点をＸ、гから横軸
方向を基準に４５°方向の格子の交点をＭとしたとき、
гからの方向を横軸、周波数ωａ／２π・Ｃを縦軸とし
て、フォトニック結晶体中を伝播する光の存在を表示し
たものである。
ニック結晶体２０は、高い誘電率εａを有する第一の誘
電体２１を円形形状としこれを格子状に配列し、誘電率
εａと大きく異なる低い誘電率εbを有する第二の誘電
体２２を第一の誘電体２１の周囲に形成し、格子定数Ｋ
２(図６)を伝播する光の波長に近似させた平面（以下、
周期面と称す）とし、この面に垂直な方向に一様な構造
としたのものである。このようなフォトニック結晶体に
おいては、図５に示すように、格子定数Ｋ２に近似した
波長の光のＴＥ波（破線）に対してバンドギャップは存
在しないが、特定の周波数の範囲でＴＭ波（実線）に対
して全ての方向に対して伝播を抑制するギャップＧ２が
存在する。尚、図５に示すグラフは、第一の誘電体と第
二の誘電体の誘電率比を８．９、格子定数をａとしたフ
ォトニック結晶体１０において、図６に示すように、格
子の交点をг、格子の横軸方向の交点をＸ、гから横軸
方向を基準に４５°方向の格子の交点をＭとしたとき、
гからの方向を横軸、周波数ωａ／２π・Ｃを縦軸とし
て、フォトニック結晶体中を伝播する光の存在を表示し
たものである。
【００１７】フォトニック結晶体１０、２０は誘電率の
高い第一の誘電体１１、２１をＡｌ 2Ｏ3、Ｓｉ、ＳｉＯ
2等とし、誘電率の低い第二の誘電体１２、２２をエア
で構成することができる。これらのフォトニック結晶体
は第一の誘電体の誘電率と、第二の誘電体の誘電率との
比は８．９となる。フォトニック結晶体１０、２０に対
する第一の誘電体１１、２１の占める割合、即ち充填率
は０．１８〜０．２５％、好ましくは０．２％である。
フォトニック結晶体１０、２０の周期面の辺長は１００
μｍ以下の大きさとすることができる。
高い第一の誘電体１１、２１をＡｌ 2Ｏ3、Ｓｉ、ＳｉＯ
2等とし、誘電率の低い第二の誘電体１２、２２をエア
で構成することができる。これらのフォトニック結晶体
は第一の誘電体の誘電率と、第二の誘電体の誘電率との
比は８．９となる。フォトニック結晶体１０、２０に対
する第一の誘電体１１、２１の占める割合、即ち充填率
は０．１８〜０．２５％、好ましくは０．２％である。
フォトニック結晶体１０、２０の周期面の辺長は１００
μｍ以下の大きさとすることができる。
【００１８】上記材質のフォトニック結晶を製造するに
は、半導体成膜方法を用いることができる。Ａｌ2Ｏ3、
Ｓｉ、ＳｉＯ2等の基板にＣｒ等のマスクをして格子形
状または円形のパターンを転写し、基板をエッチングを
することにより第二の誘電体１２、２２エアーパターン
を形成することにより製造することができる。
は、半導体成膜方法を用いることができる。Ａｌ2Ｏ3、
Ｓｉ、ＳｉＯ2等の基板にＣｒ等のマスクをして格子形
状または円形のパターンを転写し、基板をエッチングを
することにより第二の誘電体１２、２２エアーパターン
を形成することにより製造することができる。
【００１９】出射光導波路４は、フォトニック結晶体１
０、２０の誘電率が波長単位で変化する周期面、即ち、
格子形状の断面に対して平行方向に、且つ入射光導波路
３の延長線上になるように、即ち、入射光導波路３と一
直線状にフォトニック結晶１０、２０に接続されて設け
られる。出射光導波路４は入射光導波路３と同一の材質
で形成され、光ファイバー等で形成され、屈折率も入射
光導波路３と同一のものである。
０、２０の誘電率が波長単位で変化する周期面、即ち、
格子形状の断面に対して平行方向に、且つ入射光導波路
３の延長線上になるように、即ち、入射光導波路３と一
直線状にフォトニック結晶１０、２０に接続されて設け
られる。出射光導波路４は入射光導波路３と同一の材質
で形成され、光ファイバー等で形成され、屈折率も入射
光導波路３と同一のものである。
【００２０】モード分離器１、２を製造するには、光導
波路の一部に穴を開け、別途作成したフォトニック結晶
体１０または２０を挿入し、フォトニック結晶体１０、
２０の周期面と垂直の面に光導波路を接続して作成す
る。
波路の一部に穴を開け、別途作成したフォトニック結晶
体１０または２０を挿入し、フォトニック結晶体１０、
２０の周期面と垂直の面に光導波路を接続して作成す
る。
【００２１】または、フォトニック結晶体１０または２
０にそれぞれ入射光導波路３、出射光導波路４を一直線
状に接続してモード分離器を作成する。
０にそれぞれ入射光導波路３、出射光導波路４を一直線
状に接続してモード分離器を作成する。
【００２２】あるいは、基板に、半導体成膜方法により
入射光導波路３及び出射光導波路４を作成し、同様に半
導体成膜方法によりフォトニック結晶体１０または２０
を作成することもできる。
入射光導波路３及び出射光導波路４を作成し、同様に半
導体成膜方法によりフォトニック結晶体１０または２０
を作成することもできる。
【００２３】このようなモード分離器１に、入射光導波
路３からフォトニック結晶体１０にフォトニック結晶体
１０の格子定数Ｋ１に近似した波長を有する光を導入す
ると、フォトニック結晶体１０のギャップＧ１の周波数
の範囲のＴＥ波を入射光導波路３へ反射し、ＴＭ波のみ
がフォトニック結晶体１０を伝播し、出射光導波路４に
出力される。ＴＭ波の透過率は高く、効率よくＴＭモー
ドの分離を行うことができる。
路３からフォトニック結晶体１０にフォトニック結晶体
１０の格子定数Ｋ１に近似した波長を有する光を導入す
ると、フォトニック結晶体１０のギャップＧ１の周波数
の範囲のＴＥ波を入射光導波路３へ反射し、ＴＭ波のみ
がフォトニック結晶体１０を伝播し、出射光導波路４に
出力される。ＴＭ波の透過率は高く、効率よくＴＭモー
ドの分離を行うことができる。
【００２４】また、モード分離器２に、入射光導波路３
から光をフォトニック結晶体２０にフォトニック結晶体
２０の格子定数Ｋ２に近似した波長を有する光を導入す
ると、フォトニック結晶体２０のギャップＧ２の周波数
の範囲のＴＭ波を入射光導波路３へ反射し、ＴＥ波のみ
がフォトニック結晶体２０を伝播し、出射光導波路４に
出力される。ＴＥ波の透過率は高く、効率よくＴＥモー
ドの分離を行うことができる。
から光をフォトニック結晶体２０にフォトニック結晶体
２０の格子定数Ｋ２に近似した波長を有する光を導入す
ると、フォトニック結晶体２０のギャップＧ２の周波数
の範囲のＴＭ波を入射光導波路３へ反射し、ＴＥ波のみ
がフォトニック結晶体２０を伝播し、出射光導波路４に
出力される。ＴＥ波の透過率は高く、効率よくＴＥモー
ドの分離を行うことができる。
【００２５】以上の説明は本願発明の一実施例について
であり、本願発明はこれに限定されず、フォトニック結
晶体の材質も高低の誘電率を有する公知の材質のものを
組み合わせたものとすることができる。
であり、本願発明はこれに限定されず、フォトニック結
晶体の材質も高低の誘電率を有する公知の材質のものを
組み合わせたものとすることができる。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のモード分離方法及びモード分離器によれば、光導波
路にフォトニック結晶体を用いたため、効率よく容易に
モード分離を行うことができ、フォトニック結晶体とし
て格子形状に形成される第一の誘電体と、第一の誘電体
の周囲に第一の誘電体と誘電率が大きく異なる第二の誘
電体を備えた特有の形状とし、且つ、格子定数を伝播す
る波長に近似したものとしたため、ＴＥ波、ＴＭ波のモ
ード分離を行うことができる。また、フォトニック結晶
体は小さいものであっても消光比の高いモードの分離を
達成することができるため、モード分離器を小型にする
ことができ、高密度光集積回路等に好適に適用すること
ができる。また、フォトニック結晶体と光導波路とを同
一のプロセスにより製造することができるため、モード
分離器を容易に作成可能であって、安価に製造すること
ができる。更に、モード分離されたバンドギャップのＴ
Ｍ波あるいはＴＥ波は入射光導波路に反射されるため、
出射光導波路に出力された光のみでなく、モード分離さ
れた反射光の利用も可能である。
明のモード分離方法及びモード分離器によれば、光導波
路にフォトニック結晶体を用いたため、効率よく容易に
モード分離を行うことができ、フォトニック結晶体とし
て格子形状に形成される第一の誘電体と、第一の誘電体
の周囲に第一の誘電体と誘電率が大きく異なる第二の誘
電体を備えた特有の形状とし、且つ、格子定数を伝播す
る波長に近似したものとしたため、ＴＥ波、ＴＭ波のモ
ード分離を行うことができる。また、フォトニック結晶
体は小さいものであっても消光比の高いモードの分離を
達成することができるため、モード分離器を小型にする
ことができ、高密度光集積回路等に好適に適用すること
ができる。また、フォトニック結晶体と光導波路とを同
一のプロセスにより製造することができるため、モード
分離器を容易に作成可能であって、安価に製造すること
ができる。更に、モード分離されたバンドギャップのＴ
Ｍ波あるいはＴＥ波は入射光導波路に反射されるため、
出射光導波路に出力された光のみでなく、モード分離さ
れた反射光の利用も可能である。
【図１】本発明のモード分離器の一実施形態を示す構成
図。
図。
【図２】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図３】本発明のモード分離器の特性を示す説明図。
【図４】本発明の要部の構成図。
【図５】本発明の他の実施形態の特性を示す説明図。
【図６】本発明の他の実施形態の要部の構成図。
【図７】従来例を示す構成図。
１、２・・・・・モード分離器 ３・・・・・入射光導波路 ４・・・・・出射光導波路 １０、２０・・・・・フォトニック結晶 １１、２１・・・・・第一の誘電体 １２、２２・・・・・第二の誘電体 Ｋ１、Ｋ２・・・・・格子定数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 直志 川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号 昭和 電線電纜株式会社内 Ｆターム(参考） 2H047 LA21 QA01 QA02 QA04 TA01 TA22 TA43
Claims (6)
- 【請求項１】光導波路を伝播する光に対しＴＥ波または
ＴＭ波の何れか一方の伝播を抑制する際、フォトニック
結晶体を用いたことを特徴とするモード分離方法。 - 【請求項２】誘電率の異なる２種の誘電体で形成され、
断面が格子形状の誘電率の高い第一の誘電体と、前記第
一の誘電体の周囲に設けられる誘電率の低い第二の誘電
体とを有し、前記格子の格子定数が伝播する前記光の波
長に近似したものである前記フォトニック結晶体を用い
て前記ＴＥ波の伝播を抑制することを特徴とする請求項
１記載のモード分離方法。 - 【請求項３】誘電率の異なる２種の誘電体で形成され、
円形ロッドを格子状に配列した誘電率の高い第一の誘電
体と、前記第一の誘電体の周囲に設けられる誘電率の低
い第二の誘電体とを有し、前記格子の格子定数が伝播す
る前記光の波長に近似したものである前記フォトニック
結晶体を用いて前記ＴＭ波の伝播を抑制することを特徴
とする請求項１記載のモード分離方法。 - 【請求項４】光導波路を伝播する光に対しＴＥ波または
ＴＭ波の何れか一方の伝播を抑制するモード分離器にお
いて、前記光導波路にフォトニック結晶体を設けたこと
を特徴とするモード分離器。 - 【請求項５】入射光導波路と、前記入射光導波路に接続
され、誘電率の異なる２種の誘電体で形成され、断面が
格子形状の誘電率の高い第一の誘電体と、前記第一の誘
電体の周囲に設けられる誘電率の低い第二の誘電体とを
有し、前記格子の格子定数が伝播する前記光の波長に近
似したものである前記フォトニック結晶体と、前記フォ
トニック結晶体に接続される出射光導波路とを備えたこ
とを特徴とする請求項４記載のモード分離器。 - 【請求項６】入射光導波路と、前記入射光導波路に接続
され、誘電率の異なる２種の誘電体で形成され、円形ロ
ッドを格子状に配列した誘電率の高い第一の誘電体と、
前記第一の誘電体の周囲に設けられる誘電率の低い第二
の誘電体とを有し、前記格子の格子定数が伝播する前記
光の波長に近似したものである前記フォトニック結晶体
と、前記フォトニック結晶体に接続される出射光導波路
とを備えたことを特徴とする請求項４記載のモード分離
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35629099A JP2001174659A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | モード分離方法及びモード分離器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35629099A JP2001174659A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | モード分離方法及びモード分離器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001174659A true JP2001174659A (ja) | 2001-06-29 |
Family
ID=18448298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35629099A Withdrawn JP2001174659A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | モード分離方法及びモード分離器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001174659A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004113964A1 (ja) * | 2003-06-19 | 2004-12-29 | Nec Corporation | フォトニック結晶の構造 |
| CN102650713A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-08-29 | 深圳大学 | 光子晶体波导tm-偏振分离器 |
| CN102650715A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-08-29 | 深圳大学 | 光子晶体波导te-偏振分离器 |
| CN102650714A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-08-29 | 深圳大学 | 光子晶体波导t形偏振分束器 |
| US9170375B2 (en) | 2012-01-13 | 2015-10-27 | Shenzhen University | TM-polarization splitter based on photonic crystal waveguide |
-
1999
- 1999-12-15 JP JP35629099A patent/JP2001174659A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004113964A1 (ja) * | 2003-06-19 | 2004-12-29 | Nec Corporation | フォトニック結晶の構造 |
| US7158711B2 (en) | 2003-06-19 | 2007-01-02 | Nec Corporation | Structure of photonic crystal |
| CN102650713A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-08-29 | 深圳大学 | 光子晶体波导tm-偏振分离器 |
| CN102650715A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-08-29 | 深圳大学 | 光子晶体波导te-偏振分离器 |
| CN102650714A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-08-29 | 深圳大学 | 光子晶体波导t形偏振分束器 |
| US9164232B2 (en) | 2012-01-13 | 2015-10-20 | Shenzhen University | TE- polarization splitter based on photonic crystal waveguide |
| US9170375B2 (en) | 2012-01-13 | 2015-10-27 | Shenzhen University | TM-polarization splitter based on photonic crystal waveguide |
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070306 |