JP2003043276A - ３次元フォトニック結晶導波路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】3次元以上において光信号を方向付けて制御す
るための装置の提供。 【解決手段】3次元フォトニック結晶導波路装置(10,30)は3次
元フォトニック結晶を有し、3次元フォトニック結晶は、互いに上に
配置された複数の層(12-1〜12-12)を有し、複数の層の
各々は、互いに平行で互いから間隔をおいて配置された
複数の要素(14,16)を有する。各層(12-1〜12-12)の複数
の要素(14,16)は、隣接する層(12-1〜12-12)の複数の要
素(14,16)に対してゼロ度以外の角度で配置される。3次
元フォトニック結晶は内部に導波路(31)も有し、導波路は、複
数の層(12-1〜12-12)のうちの1つ(12-11)における要素
のセク゛メント(14-2)において光入力(34)を有する欠陥の第1
の領域と、複数の層の隣接する層(12-10)における要素
の少なくとも１つのセク゛メント(16-2)において2つの光出力
(36,38)を有する欠陥の第2の領域を含み、欠陥の第1と
第2の領域が、交差して光スフ゜リッタを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、概してフォトニッ
ク結晶の分野に関し、より詳細には、３次元フォトニッ
ク結晶導波路装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】フォトニック結晶は、所定の周波数範囲
における光の伝搬を禁止することができる周期的な誘電
体構造である（J.D.Joannopoulos、R.D.Meade、及びJ.
N.Winn著、Photonic Crystals、Princeton University
Press、Princeton、N.J.1995参照）。特にフォトニック
結晶は、屈折率の空間的に周期的な変化を有し、十分に
高い屈折率のコントラストによって、フォトニックバン
ドギャップは、構造の光スペクトルにおいて開くことが
できる。本明細書において使用する場合及び当該技術に
おいて使用する場合、用語「フォトニックバンドギャッ
プ」は、フォトニック結晶を通る光の伝搬が阻止される
周波数の範囲である。さらに、本明細書において使用す
る場合、用語「光」は、電磁スペクトル全体の放射を含
むことが意図され、可視光に限定されない。 【０００３】フォトニック結晶の周期的な構造に欠陥を
導入することにより、欠陥の場所においてトラップさ
れ、かつ周囲のフォトニック結晶材料のバンドギャップ
内に共振周波数を有する局所的な電磁状態の存在が可能
になることが、知られている。フォトニック結晶を通っ
て延びる欠陥の領域を設けることによって、導波路構造
を作成することができ、光を制御して案内するために使
用することができる。 【０００４】２次元のフォトニック結晶平板導波路装置
は、平板本体（slab body）内に組み込まれ、かつ上側
及び下側のクラッド層を有するポストのアレイの形態で
２次元の周期的な格子からなる。例えば、ポストは、誘
電体材料の平板本体における穴からなることができ、又
はポストは、誘電体の棒からなることができ、平板本体
は、空気、他のガス又は真空とすることができる。さら
にポストは、第１の屈折率を有する誘電体材料の棒から
なることができ、平板本体は、第１の屈折率とは異なっ
た第２の屈折率を有する誘電体材料からなることができ
る。２次元フォトニック結晶平板導波路装置の１つの例
は、誘電体平板本体に配置され、その平板本体を通って
延びた空気穴の形のポストの周期的な配列を有するフォ
トニック結晶、及びいくつかの空気穴を省略することに
よって形成されるフォトニック結晶における欠陥の領域
からなる導波路からなる（M.Loncar他著、Appl.Phys.Le
tt.、77、1937、2000参照）。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】２次元フォトニック結
晶平板導波路装置において、平板内に伝搬する光は、内
部全反射を介して平板の主面に対して垂直な方向に閉じ
込められる。別の方向における光の伝搬は、フォトニッ
ク結晶平板の特性によって制御される。２次元フォトニ
ック結晶平板導波路装置は、装置の平面内において（す
なわち、フォトニック結晶平板の主面に対して平行な面
において）光を案内することができるが、３次元に延び
る経路内に光を案内することはできない。換言すれば、
２次元において光信号を案内するための平らな導波路装
置は既知である。光データ操作のいくつかの用途におい
て、３次元で導波光信号を動かすことが望ましい。した
がって、３次元以上において光信号を方向付けて制御す
るための装置が必要とされている。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、３次元フォト
ニック結晶を有する３次元フォトニック結晶導波路装置
を提供する。３次元フォトニック結晶は、互いに上に配
置された複数の層からなり、複数の層のそれぞれは、互
いに平行であり、かつ互いから間隔をおいて配置された
複数の要素を含む。それぞれの層における複数の要素
は、隣接する層における複数の要素に対してゼロ度より
大きな角度で配置されている。３次元フォトニック結晶
は、さらに３次元フォトニック結晶のバンドギャップ内
の周波数を有する光を伝えることができる光導波路を内
部に有し、導波路は、複数の層のうちの１つにおいて要
素のセグメントにおける欠陥の第１の領域を含み、欠陥
の第１の領域は光入力を有する。導波路は、複数の層の
隣接する層において要素の少なくとも１つのセグメント
における欠陥の第２の領域を含み、欠陥の第２の領域
は、２つの光出力を有し、欠陥の第１の領域及び欠陥の
第２の領域は、一つの層から隣接する層に延びる光スプ
リッタを提供するために交差している。 【０００７】本発明の実施形態によれば、欠陥の第１の
領域は、１つの層における要素のセグメントを省略する
ことにより作成され、欠陥の第２の領域は、隣接する層
における要素の少なくともセグメントを省略することに
より作成される。選択された複数の層における要素及び
／又は要素のセグメントを省略することによって、光ス
プリッタを組み込み、かつ複数の層のいずれか１つから
複数の層のいずれか別のものへ延びる導波路を構成する
ことができる。 【０００８】本発明の別の実施形態によれば、光入力
は、３次元フォトニック結晶における光入力ポートを含
み、欠陥の第２の領域は、隣接する層における要素全体
を省略することにより作成され、２つの光出力は、３次
元フォトニック結晶における２つの光出力ポートを含
み、１つの層における入力ポート及び隣接する層におけ
る２つの出力ポートを有する光スプリッタが提供され
る。 【０００９】本発明のさらに別の実施形態によれば、そ
れぞれの層における複数の要素は、複数の誘電体の棒を
含み、１つの層における複数の棒は、隣接する層におけ
る複数の棒に対して垂直に配列されており、さらに１つ
の層おきに配置される複数の棒は、互いに対して横方向
に変位されている。 【００１０】本発明の実施形態による３次元フォトニッ
ク結晶導波路装置は、完全に３次元のフォトニックバン
ドギャップを提供する。したがって、光を閉じ込めるた
めに内部全反射は必要ない。代わりに、高屈折率の媒体
（すなわち要素）の内部損失及び分散の効果がそれほど
重要でないように、光は、フォトニック結晶の低い誘電
体の領域に（例えば空気中に）閉じ込められる。 【００１１】一般に本発明の３次元フォトニック結晶導
波路装置において、１つ以上のスプリッタを有し、かつ
追加的に１つ以上の湾曲部を含むことができる導波路
は、実質的にゼロ損失で、実質的に任意の所望の経路に
沿って装置を通って光を案内するように構成され得る。
本発明による装置の場合、導波路は、密に集積化された
コンパクトな光集積回路又は光電子集積回路における種
々の装置に接続するように構成され得る。 【００１２】本発明のさらに別の利点、特定の詳細及び
他の実施形態は、本発明の例示的な実施形態に関する以
下の詳細な説明と共に明らかになるであろう。 【００１３】 【発明の実施の形態】３次元フォトニック結晶導波路装
置は、当該技術分野において既知である。特に、図１
は、既知の３次元フォトニック結晶装置（K.M.Ho他著、
Solid State Commun.、89、413、1994、及び米国特許第
５，３３５，２４０号及び同第５，４０６，５７３号参
照）の概略的な斜視図を示しており、この装置は、内部
に光導波路を含むことができ、本発明の説明に役立つよ
うに本明細書に記載されている。装置は、全体的に参照
符号１０によって示されており、他方の上部に一方を配
置した複数の層からなる３次元フォトニック結晶からな
る。図１において、３次元フォトニック結晶装置１０
は、１２個の層１２−１〜１２−１２からなるが、装置
は、任意の所望の複数の層からなることができる。 【００１４】それぞれの層１２−１〜１２−１２は、互
いに並行で互いから等しい間隔を置いて配置された複数
の要素からなる。さらに、それぞれの層における複数の
要素は、隣接する層における要素に対して垂直に配置さ
れている。 【００１５】図１において、要素は棒からなり、層１２
−１、１２−３、１２−５、１２−７、１２−９及び１
２−１１はそれぞれ、装置のｙ軸に対して平行な方向に
配置された複数の棒１４からなり（図１に示すよう
に）、及び層１２−２、１２−４、１２−６、１２−
８、１２−１０及び１２−１２はそれぞれ、装置のｘ軸
に対して平行な方向に配置された複数の棒１６からな
る。さらに、図１に示すように、他のすべての層におい
て、棒は、層における棒の間隔の半分に等しい量だけ互
いに対して横方向に変位している。特に図１において、
層１２−３、１２−７及び１２−１１の棒は、ｘ軸に沿
って互いに対して整列しているが、層１２−１、１２−
５及び１２−９における複数の棒からｘ軸に沿って横方
向に変位している。また、層１２−２、１２−６及び１
２−１０の棒も、ｙ軸に沿って互いに対して整列してい
るが、層１２−４、１２−８及び１２−１２における複
数の棒からｙ軸に沿って横方向に変位している。 【００１６】図１の３次元フォトニック結晶装置は、ユ
ニットセルの３次元アレイを内部に有するフォトニック
結晶からなるものとして説明されることができ、この場
合「ユニットセル」は、層における棒の間隔に等しいｘ
及びｙ方向の寸法、すなわち図１の寸法４１及び４２、
および４つの層の厚さに等しいｚ方向の寸法、すなわち
図１の寸法４４を有するセルとして定義される。 【００１７】図１に示された３次元フォトニック結晶に
おいて、棒１４及び１６は、低い誘電率を有する材料、
例えば空気によって囲まれた高い誘電率を有する材料、
例えばシリコンからなる誘電体の棒からなる。 【００１８】図１の３次元フォトニック結晶装置は、３
つの次元に空間的な周期性を有し、完全に３次元のフォ
トニックバンドギャップを提供する。フォトニック結晶
に欠陥の領域を導入することによって、フォトニック結
晶のバンドギャップ内の周波数を有する光が伝搬できる
光導波路を形成することができる。欠陥の領域は、３つ
の次元において光を案内することができるフォトニック
結晶導波路装置を提供するために、フォトニック結晶の
ｘ、ｙ及びｚ方向のそれぞれに３次元フォトニック結晶
を通って延びるように配置され得る。 【００１９】図２は、図１の３次元フォトニック結晶装
置の第１０及び第１１の層の、ｘｙ平面における投影図
であり、９０度の角度に曲げられた内部の光導波路を示
す（M.M.Sigalas他著、Waveguide Bands in Three-Dime
nsional Layer-by-Layer Photonic Bandgap Material
s、Microwave Opt.Technol.Lett.、23、56、1999参
照）。図２の装置は、全体的に参照符号２０によって示
されており、９０度の角度に曲げられ、装置の３次元フ
ォトニック結晶のバンドギャップにおける周波数を有す
る光を透過することができる導波路２１を内部に含む。
導波路２１は、フォトニック結晶の第１０の層、すなわ
ち層１２−１０から棒のセグメント１６−１及び第１１
の層、すなわち層１２−１１から棒のセグメント１４−
１を省略することによって作成された３次元フォトニッ
ク結晶における欠陥の領域からなり、２つの棒の省略さ
れたセグメントは、位置２２において層１２−１０と１
２−１１との間に延びる導波路を画定するために、位置
２２において交差するようになっている。図２に示すよ
うに、導波路２１は、位置２２における９０度の湾曲
部、層１２−１０における第１のポート２４及び層１２
−１１における第２のポート２６も有する。ポート２４
が入力ポートからなり、ポート２６が出力ポートからな
る場合、ポート２４において導波路に入射する光は、９
０度にわたって曲がった後、そして１つの層の厚さだけ
層１２−１０から層１２−１１に正のｚ方向に案内され
た後に、ポート２６において導波路から出射する。代案
として、ポート２６が入力ポートであり、ポート２４が
出力ポートである場合、入力ポート２６において導波路
２１に入射する光は、位置２２において９０度だけ曲げ
られ、かつ層１２−１１から層１２−１０に負のｚ方向
に案内される。 【００２０】図３は、本発明の実施形態による３次元フ
ォトニック結晶導波路装置３０の第１０及び第１１の層
の、ｘｙ平面における投影図である。装置３０は、図１
の３次元フォトニック結晶装置１０と同様とすることが
でき、導波路３１を画定するために欠陥の領域を内部に
含む。より詳細には、導波路３１は、第１０の層（すな
わち層１２−１０）における１つの完全な棒１６−２を
省略することによって形成された欠陥の第１の領域、及
び第１１の層（すなわち層１２−１１）における１つの
棒のセグメント１４−２を省略することによって形成さ
れた欠陥の第２の領域を含み、第１及び第２の欠陥領域
は、位置３２において交差するようになっている。しか
しながら、欠陥の第１及び第２の領域が、別の態様で、
例えば要素のサイズを変えることにより、又はそれぞれ
の層において２つ以上の要素におけるセグメントを省略
することにより作成され得ることは理解されるべきであ
り、欠陥領域を形成する任意の特定の態様に本発明を限
定することは意図されていない。 【００２１】図３に示した実施形態において、導波路３
１は、１つの入力ポート３４及び２つの出力ポート３６
及び３８を有する。入力ポート３４において導波路に入
射する光は、位置３２において分割され、その分割され
た光は、ポート３６及び３８において導波路から出射す
る。さらに、光は、層１２−１１から層１２−１０に負
のｚ方向に案内され、したがって１つの層の厚さだけ負
のｚ方向にオフセットされる。 【００２２】本発明の３次元フォトニック結晶導波路装
置の有効性を立証するために、電磁界が、時間領域差分
法（ＦＤＴＤ）を用いて計算された（A.Taflove著、Fin
iteDifference Time Domain Method参照）。計算された
システムにおいて、３次元フォトニック結晶導波路装置
は、図３に示すように構成された。構成された装置は、
ｘ、ｙ及びｚ方向に沿って９×９×５のユニットセルか
らなるフォトニック結晶からなっていた。それぞれのユ
ニットセルは、ｘ及びｙ方向において層における棒の間
隔に等しい寸法、すなわち図１及び図３の寸法４１及び
４２を有し、ｚ方向において４つの層の厚さに等しい寸
法、すなわち図１の寸法４４を有した。したがって、構
成された装置は、１０個の棒からなるそれぞれの層を有
する２０個の層からなっていた。計算されたシステムに
おいても、棒は、１２．９６の誘電率を有した。それぞ
れの層内における棒の間の離隔距離（すなわち、それぞ
れのセルの寸法４１及び４２）は、２．５ｍｍであっ
た。棒は、０．６６６ｍｍの幅（図３に矢印４６によっ
て示す）を有する正方形の断面を有した。ｚ方向におけ
るそれぞれのセルの寸法は、したがって４×０．６６
６、すなわち２．６６４ｍｍであった。 【００２３】１つの入力ポート３４及び２つの出力ポー
ト３６と３８を有する図３に示すようなスプリッタを提
供するために、第１０の層から１つの棒を省略し、隣接
する第１１の層から棒のセグメントを省略することによ
って、計算された装置の３次元フォトニック結晶内に導
波路が作成された。ダイポール４８は、図３に示すよう
に、入力ポート３４に配置され、計算されたシステムに
おいて、４６ＧＨｚの単一周波数の連続した励起を生じ
させたが、これが単なる例示的な周波数であることは理
解されるべきである。 【００２４】図４は、計算されたシステムにおいて、そ
れぞれポート３４、３６及び３８の方向に２つの層１２
−１０及び１２−１１において（ｘ又はｙの方向に）省
略された部分の交差点３２から離れた２つのユニットセ
ルの位置において、例えば図３の位置３３において、種
々の時間ステップにおけるポインティングベクトル５
１、５２及び５３を示す。図示したように、ポート３
４、３６及び３８におけるポインティングベクトルの最
大値は、それぞれ３．２、１．４７及び１．８９であっ
た（ポート３６における負の値は、伝搬方向に関連す
る）。フォトニック結晶の有限サイズに起因して、導波
路内に定在波を生じさせる導波路の端部からの反射が存
在する。また、ポート３６及び３８において出る導波路
部分の長さが等しくなかったので、電力の分配も等しく
なかった。計算から、入力電力の４５％および５５％
が、それぞれポート３６及び３８に達したことが明らか
である。 【００２５】図５及び図６は、計算されたシステムにお
いて、それぞれ層１２−１０及び１２−１１の中間にお
ける電磁界の分布を示す。図５及び図６に示すように、
電磁界は、これらが省略した棒セグメントの位置に主と
して集中するように、省略した誘電体の棒部分の回りに
集中していた。したがって、材料内部損失及び非直線性
に関するあらゆる問題が除去された。 【００２６】図３に示した３次元フォトニック結晶導波
路装置は、光導波路を構成することができる多数の態様
のうちの１つだけの例である。代替の実施形態におい
て、導波路は、１つ以上のスプリッタを含むように構成
されることができ、装置の３次元フォトニック結晶内に
任意の所望の態様で配置される９０度の湾曲部のような
１つ以上の湾曲部を追加的に含むことができる。例示的
な導波路は、所望とされる多くの層を介してフォトニッ
ク結晶のいずれか１つの層からフォトニック結晶のいず
れか別の層に、装置の正又は負のｚ方向に光を伝搬する
ように構成されることもできる。さらに、光は、実質的
にゼロ損失で、任意の所望の経路に沿って装置内で伝搬
することができる。 【００２７】本発明による３次元フォトニック結晶導波
路装置は、集積回路における種々の装置を接続するため
に使用することができる。導波路における何らかのスプ
リッタ及び湾曲部は、光の波長のオーダのものであり、
集積回路は、密に集積化されて極めてコンパクトにする
ことができ、したがって、装置は、極めて小さな光集積
回路又は光電子集積回路の設計に特に有用である。 【００２８】本発明による３次元フォトニック結晶導波
路装置は、完全に３次元のバンドギャップを提供するこ
ともでき、したがって光を閉じこめるために内部全反射
は必要ない。光は、低い誘電体の領域（例えば空気）内
に閉じこめられ、その結果、高い屈折率の媒体（棒）の
内部損失、及び分散の効果は、それほど重要ではなくな
る。 【００２９】本明細書において説明してきたことは、本
発明の例示的な実施形態を含んでいるが、本発明が、実
施形態から逸脱することなく、多数の態様で変形され得
ることを認識するべきである。例えば、１つの導波路を
有するフォトニック結晶導波路装置を説明してきたが、
装置は、種々の経路に沿って装置を通って伝搬する光の
ための２つ以上の導波路を有することができる。本発明
は、多数の態様で変形され得るので、本発明が、特許請
求の範囲によって要求されるかぎりにおいてのみ限定さ
れるべきであることは理解されたい。 【００３０】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施形態を示す。 １．３次元フォトニック結晶導波路装置（10、30）であ
って、互いに上に配置された複数の層（12-1〜12-12）
からなる３次元フォトニック結晶であって、前記複数の
層（12-1〜12-12）のそれぞれが、互いに平行で互いか
ら間隔をおいて配置された複数の要素（14、16）を含
み、それぞれの層（12-1〜12-12）における前記複数の
要素（14、16）が、隣接する層（12-1〜12-12）におけ
る前記複数の要素（14、16）に対してゼロより大きな角
度で配置された、３次元フォトニック結晶と、及び前記
３次元フォトニック結晶のバンドギャップ内の周波数を
有する光を伝えることができる、前記３次元フォトニッ
ク結晶の導波路（31）であって、その導波路（31）が、
前記複数の層（12-1〜12-12）のうちの１つ（12-11）に
おける要素のセグメント（14-2）において光入力（34）
を有する欠陥の第１の領域と、前記複数の層（12-1〜12
-12）の隣接する層（12-10）における要素の少なくとも
１つのセグメント（16-2）において２つの光出力（36、
38）を有する欠陥の第２の領域とを含み、前記欠陥の第
１の領域及び前記欠陥の第２の領域が、前記１つの層
（12-11）から前記隣接する層（12-10）に延びる光スプ
リッタを提供するために交差している、導波路（31）と
からなる、３次元フォトニック結晶導波路装置（10、3
0）。 ２．前記欠陥の第１の領域の前記光入力（34）が、前記
３次元フォトニック結晶において光入力ポート（34）を
含む、上記１に記載の３次元フォトニック結晶導波路装
置（10、30）。 ３．前記欠陥の第２の領域が、前記隣接する層（12-1
0）における要素全体（16-2）にあり、前記２つの光出
力（36、38）が、前記３次元フォトニック結晶における
２つの光出力ポート（36、38）を含む、上記２に記載の
３次元フォトニック結晶導波路装置（10、30）。 ４．前記欠陥の第１の領域が、前記１つの層（12-11）
において要素のセグメント（14-2）を省略することによ
り作成され、前記欠陥の第２の領域が、前記隣接する層
（12-10）において要素の少なくともセグメント（16-
2）を省略することにより作成される、上記１に記載の
３次元フォトニック結晶導波路装置（10、30）。 ５．前記欠陥の第２の領域が、前記隣接する層（12-1
0）における要素全体（16-2）を省略することにより作
成される、上記４に記載の３次元フォトニック結晶導波
路装置（10、30）。 ６．前記複数の層（12-1〜12-12）のそれぞれにおける
前記複数の要素（14、16）が、誘電体の棒（14、16）か
らなる、上記１に記載の３次元フォトニック結晶導波路
装置（10、30）。 ７．それぞれの層（12-1〜12-12）における前記複数の
要素（14、16）が、隣接する層（12-1〜12-12）におけ
る前記複数の要素（14、16）に対して垂直に配置されて
おり、前記複数の層（12-1〜12-12）の１つの層（12-1
〜12-12）おきの前記複数の要素（14、16）が、互いに
対して横方向に変位されている、上記１に記載の３次元
フォトニック結晶導波路装置（10、30）。 ８．前記導波路（31）が、内部に少なくとも１つの湾曲
部をさらに含む、上記１に記載の３次元フォトニック結
晶導波路装置（10、30）。 ９．前記少なくとも１つの湾曲部が、少なくとも１つの
９０°の湾曲部からなる、上記８に記載の３次元フォト
ニック結晶導波路装置（10、30）。 １０．前記導波路（31）が、前記複数の層（12-1〜12-1
2）のいずれか１つの層（12-1〜12-12）から、前記複数
の層（12-1〜12-12）のいずれか別の層（12-1〜12-12）
に延びている、上記１に記載の３次元フォトニック結晶
導波路装置（10、30）。 【００３１】 【発明の効果】本発明による３次元フォトニック結晶導
波路装置は、集積回路における種々の装置を接続するた
めに使用することができる。導波路における何らかのス
プリッタ及び湾曲部は、光の波長のオーダのものであ
り、集積回路は、密に集積化されて極めてコンパクトに
することができ、したがって、装置は、極めて小さな光
集積回路又は光電子集積回路の設計に特に有用である。
また、本発明による３次元フォトニック結晶導波路装置
は、完全に３次元のバンドギャップを提供することがで
き、したがって光を閉じこめるために内部全反射が必要
ない。光は、低い誘電体の領域（例えば空気）内に閉じ
こめられ、その結果、高い屈折率の媒体（棒）の内部損
失、及び分散の効果は、それほど重要ではなくなる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の説明に役立つ従来技術において既知の
３次元フォトニック結晶装置を示す斜視図である。 【図２】従来技術において知られている３次元フォトニ
ック結晶導波路装置の第１０及び第１１の層を示すｘｙ
平面における投影図である。 【図３】本発明の実施形態による３次元フォトニック結
晶導波路装置の第１０及び第１１の層を示すｘｙ平面に
おける投影図である。 【図４】光導波路装置のポートの方向において図３の光
導波路装置の第１０及び第１１の層における要素の省略
された部分の交差点から離れた２つのユニットセルのポ
インティングベクトルを示す図である。 【図５】図３の光導波路装置における第１０及び第１１
の層の中間における電磁界の分布を示す図である。 【図６】図３の光導波路装置における第１０及び第１１
の層の中間における電磁界の分布を示す図である。 【符号の説明】 10、30 ３次元フォトニック結晶導波路装置、 12-1〜12-12 層 14、16 要素、 21、31 導波路、 34 光入力、 36、38 光出力、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミハイル・シガラス アメリカ合衆国カリフォルニア州95051, サンタクララ，サウス・ドライブ・2411 Ｆターム(参考） 2H047 KA03 KA12 LA12 QA02 TA01 TA05

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】３次元フォトニック結晶導波路装置（10、
   30）であって、 互いに上に配置された複数の層（12-1〜12-12）からな
   る３次元フォトニック結晶であって、前記複数の層（12
   -1〜12-12）のそれぞれが、互いに平行で互いから間隔
   をおいて配置された複数の要素（14、16）を含み、それ
   ぞれの層（12-1〜12-12）における前記複数の要素（1
   4、16）が、隣接する層（12-1〜12-12）における前記複
   数の要素（14、16）に対してゼロより大きな角度で配置
   された、３次元フォトニック結晶と、及び前記３次元フ
   ォトニック結晶のバンドギャップ内の周波数を有する光
   を伝えることができる、前記３次元フォトニック結晶の
   導波路（31）であって、その導波路（31）が、前記複数
   の層（12-1〜12-12）のうちの１つ（12-11）における要
   素のセグメント（14-2）において光入力（34）を有する
   欠陥の第１の領域と、前記複数の層（12-1〜12-12）の
   隣接する層（12-10）における要素の少なくとも１つの
   セグメント（16-2）において２つの光出力（36、38）を
   有する欠陥の第２の領域とを含み、前記欠陥の第１の領
   域及び前記欠陥の第２の領域が、前記１つの層（12-1
   1）から前記隣接する層（12-10）に延びる光スプリッタ
   を提供するために交差している、導波路（31）とからな
   る、３次元フォトニック結晶導波路装置（10、30）。