JP2003043278A - 導波路形回折格子 - Google Patents
導波路形回折格子Info
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- JP2003043278A JP2003043278A JP2001229235A JP2001229235A JP2003043278A JP 2003043278 A JP2003043278 A JP 2003043278A JP 2001229235 A JP2001229235 A JP 2001229235A JP 2001229235 A JP2001229235 A JP 2001229235A JP 2003043278 A JP2003043278 A JP 2003043278A
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- dimensional waveguide
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 入力端を有する複数の第１の二次元導波路
と、出力端を有する複数の第２の二次元導波路と、前記
第１の二次元導波路と第２の二次元導波路を接続する複
数の三次元導波路からなる従来の波長依存性角度分散を
有する導波路形回折格子は、三次元導波路を馬蹄形に配
列して光路長に差を付けていたので、光学回路が大型と
なる。 【解決手段】 本発明は、前記三次元導波路が、前記第
１の二次元導波路との接続端及び前記第２の二次元導波
路との接続端の間でほぼ直線形状に配置され、且つ前記
三次元導波路の光路上に、前記三次元導波路の出射部に
おいて各三次元導波路間に任意の位相差を生じさせる少
なくとも１つの位相制御素子を設けたことにより上記の
問題を解決する。
と、出力端を有する複数の第２の二次元導波路と、前記
第１の二次元導波路と第２の二次元導波路を接続する複
数の三次元導波路からなる従来の波長依存性角度分散を
有する導波路形回折格子は、三次元導波路を馬蹄形に配
列して光路長に差を付けていたので、光学回路が大型と
なる。 【解決手段】 本発明は、前記三次元導波路が、前記第
１の二次元導波路との接続端及び前記第２の二次元導波
路との接続端の間でほぼ直線形状に配置され、且つ前記
三次元導波路の光路上に、前記三次元導波路の出射部に
おいて各三次元導波路間に任意の位相差を生じさせる少
なくとも１つの位相制御素子を設けたことにより上記の
問題を解決する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた分解能およ
び高い回折効率を有する導波路形回折格子に関するもの
である。
び高い回折効率を有する導波路形回折格子に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、波長分割多重伝送システムにおい
て、多重度を増やし伝送量を増大させようという試みが
なされている。このような伝送システムにおいては、異
なる波長の合分波を行うことが重要であり、これは特許
公報第２５９９７８６号に述べられているＡＷＧ（Ａｒ
ｒｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）と言
われるデバイスによって実現されている。当該特許に依
れば、２つの二次元導波路を結合する複数の三次元導波
路の長さを変えることによって、三次元導波路を伝搬し
た後の光の位相を各三次元導波路で異なるようにし、波
長依存性角度分散を有することを特徴としている。
て、多重度を増やし伝送量を増大させようという試みが
なされている。このような伝送システムにおいては、異
なる波長の合分波を行うことが重要であり、これは特許
公報第２５９９７８６号に述べられているＡＷＧ（Ａｒ
ｒｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）と言
われるデバイスによって実現されている。当該特許に依
れば、２つの二次元導波路を結合する複数の三次元導波
路の長さを変えることによって、三次元導波路を伝搬し
た後の光の位相を各三次元導波路で異なるようにし、波
長依存性角度分散を有することを特徴としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、同特許
の方法においては三次元導波路の長さを変えることを特
徴としているために、どうしても三次元導波路が馬蹄形
状に配置することを避けられず、デバイスの大型化を招
いていた。
の方法においては三次元導波路の長さを変えることを特
徴としているために、どうしても三次元導波路が馬蹄形
状に配置することを避けられず、デバイスの大型化を招
いていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の導波路形回折格
子は、２つの二次元導波路を結合する複数の三次元導波
路の長さを互いに変えることなく、三次元導波路の光路
上に位相制御素子を配置させることによって三次元導波
路を伝搬させた後の光に所望の位相差を生じさせ、波長
依存性角度分散を有することを特徴とする。より具体的
には、本発明は次の形態の導波路形回折格子を提供す
る。 （１）入力端を有する複数の第１の二次元導波路と、出
力端を有する複数の第２の二次元導波路と、前記第１の
二次元導波路と第２の二次元導波路を接続する複数の三
次元導波路からなり、前記三次元導波路を伝搬した後の
光の位相が各三次元導波路間で異なることにより波長依
存性角度分散を有する導波路形回折格子において、前記
三次元導波路が、前記第１の二次元導波路との接続端及
び前記第２の二次元導波路との接続端の間でほぼ平行な
直線状に配置され、且つ前記三次元導波路の光路上に、
前記三次元導波路の出射部において各三次元導波路間に
任意の位相差を生じさせる少なくとも１つの位相制御素
子を設けたことを特徴とする導波路形回折格子を提供す
る。 （２）本発明の１つの形態では、上記（１）の位相制御
素子が、傾斜屈折率を持っていることを特徴とする。 （３）本発明の他の形態では、上記（１）の位相制御素
子が、前記三次元導波路の実効屈折率と異なった一定の
屈折率を持っており、且つ、各三次元導波路上での長さ
が異なるよう配置されたくさび形であることを特徴とす
る。 （４）本発明のさらに他の形態では、上記（１）の位相
制御素子が、前記三次元導波路の実効屈折率と異なった
一定の屈折率を持っており、且つ、各三次元導波路上で
の長さが異なるよう配置された階段形状を持っているこ
とを特徴とする。 （５）本発明の別の形態では、上記（１）の位相制御素
子が前記三次元導波路上に複数配置されており、前記位
相制御素子の屈折率が、三次元導波路の実効屈折率に対
して大きいものと小さいものが、互いに反対の向きに配
置されていることを特徴とする。 （６）本発明のさらに別の形態では、上記の各種位相制
御素子が、前記三次元導波路の一部を取り去り、そこに
三次元導波路の屈折率とは異なった屈折率を持つ樹脂を
埋め込むことによって形成されていることを特徴とす
る。
子は、２つの二次元導波路を結合する複数の三次元導波
路の長さを互いに変えることなく、三次元導波路の光路
上に位相制御素子を配置させることによって三次元導波
路を伝搬させた後の光に所望の位相差を生じさせ、波長
依存性角度分散を有することを特徴とする。より具体的
には、本発明は次の形態の導波路形回折格子を提供す
る。 （１）入力端を有する複数の第１の二次元導波路と、出
力端を有する複数の第２の二次元導波路と、前記第１の
二次元導波路と第２の二次元導波路を接続する複数の三
次元導波路からなり、前記三次元導波路を伝搬した後の
光の位相が各三次元導波路間で異なることにより波長依
存性角度分散を有する導波路形回折格子において、前記
三次元導波路が、前記第１の二次元導波路との接続端及
び前記第２の二次元導波路との接続端の間でほぼ平行な
直線状に配置され、且つ前記三次元導波路の光路上に、
前記三次元導波路の出射部において各三次元導波路間に
任意の位相差を生じさせる少なくとも１つの位相制御素
子を設けたことを特徴とする導波路形回折格子を提供す
る。 （２）本発明の１つの形態では、上記（１）の位相制御
素子が、傾斜屈折率を持っていることを特徴とする。 （３）本発明の他の形態では、上記（１）の位相制御素
子が、前記三次元導波路の実効屈折率と異なった一定の
屈折率を持っており、且つ、各三次元導波路上での長さ
が異なるよう配置されたくさび形であることを特徴とす
る。 （４）本発明のさらに他の形態では、上記（１）の位相
制御素子が、前記三次元導波路の実効屈折率と異なった
一定の屈折率を持っており、且つ、各三次元導波路上で
の長さが異なるよう配置された階段形状を持っているこ
とを特徴とする。 （５）本発明の別の形態では、上記（１）の位相制御素
子が前記三次元導波路上に複数配置されており、前記位
相制御素子の屈折率が、三次元導波路の実効屈折率に対
して大きいものと小さいものが、互いに反対の向きに配
置されていることを特徴とする。 （６）本発明のさらに別の形態では、上記の各種位相制
御素子が、前記三次元導波路の一部を取り去り、そこに
三次元導波路の屈折率とは異なった屈折率を持つ樹脂を
埋め込むことによって形成されていることを特徴とす
る。
【０００５】
【作用】本発明の導波路形回折格子は、三次元導波路の
光路上に位相制御素子を配置させることによって三次元
導波路を伝搬させた後の光に所望の位相差を生じさせる
ことにより、複数の三次元導波路の長さを互いに変える
必要がないため、三次元導波路の配置を馬蹄形状にする
必要がなく、直線形状で良いためデバイスの小型化を実
現する。特に、光波の伝搬方向に垂直な方向であるデバ
イスの幅を大幅に縮小することが可能となる。ここに直
線形状とは三次元導波路と第１及び第２の二次元導波路
への接続端で必要なことがある小さい湾曲部を除いてほ
ぼ直線形状であることを意味する。
光路上に位相制御素子を配置させることによって三次元
導波路を伝搬させた後の光に所望の位相差を生じさせる
ことにより、複数の三次元導波路の長さを互いに変える
必要がないため、三次元導波路の配置を馬蹄形状にする
必要がなく、直線形状で良いためデバイスの小型化を実
現する。特に、光波の伝搬方向に垂直な方向であるデバ
イスの幅を大幅に縮小することが可能となる。ここに直
線形状とは三次元導波路と第１及び第２の二次元導波路
への接続端で必要なことがある小さい湾曲部を除いてほ
ぼ直線形状であることを意味する。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を説明するに先立
ち、本発明と従来技術との差異を明確にするために、ま
ず図１を用いて特許第２５９９７８６号に記載された従
来技術について説明する。
ち、本発明と従来技術との差異を明確にするために、ま
ず図１を用いて特許第２５９９７８６号に記載された従
来技術について説明する。
【０００７】図１において、導波路基板１上に入力用三
次元導波路２、第１の二次元導波路３、三次元導波路
４、第２の二次元導波路５、出力用三次元導波路６が配
置されている。第１の二次元導波路３および第２の二次
元導波路５において、入力用三次元導波路２と出力用三
次元導波路６はそれぞれ第１の二次元導波路３および第
２の二次元導波路５のローランド円７上に端部がくるよ
うに配置され、三次元導波路４は第１の二次元導波路３
および第２の二次元導波路５のそれぞれのローランド円
７の直径を半径とする円上に端部がくるように配置され
ている。このため第１の二次元導波路３および第２の二
次元導波路５はそれぞれコリメートレンズ、集光用レン
ズとして作用するよう設計されている。第１の二次元導
波路３と第２の二次元導波路５を接続する複数の三次元
導波路４の行路長は、隣接するものと△Ｌだけ異なるよ
うに設計してある。光波が同位相で三次元導波路４に入
射した場合、三次元導波路４を伝搬した後に第２の二次
元導波路内で生じさせる回折光の回折角βは次式で与え
られる。 ａ（ｓｉｎα＋ｓｉｎβ）ｎｓ＋△Ｌｎｅ＝ｍλ…（１）
次元導波路２、第１の二次元導波路３、三次元導波路
４、第２の二次元導波路５、出力用三次元導波路６が配
置されている。第１の二次元導波路３および第２の二次
元導波路５において、入力用三次元導波路２と出力用三
次元導波路６はそれぞれ第１の二次元導波路３および第
２の二次元導波路５のローランド円７上に端部がくるよ
うに配置され、三次元導波路４は第１の二次元導波路３
および第２の二次元導波路５のそれぞれのローランド円
７の直径を半径とする円上に端部がくるように配置され
ている。このため第１の二次元導波路３および第２の二
次元導波路５はそれぞれコリメートレンズ、集光用レン
ズとして作用するよう設計されている。第１の二次元導
波路３と第２の二次元導波路５を接続する複数の三次元
導波路４の行路長は、隣接するものと△Ｌだけ異なるよ
うに設計してある。光波が同位相で三次元導波路４に入
射した場合、三次元導波路４を伝搬した後に第２の二次
元導波路内で生じさせる回折光の回折角βは次式で与え
られる。 ａ（ｓｉｎα＋ｓｉｎβ）ｎｓ＋△Ｌｎｅ＝ｍλ…（１）
【０００８】ここで、ａは第２の二次元導波路に結合す
る部分における複数の三次元導波路の間隔、αは入射
角、ｎｓは二次元導波路の屈折率である。ｎｅは三次元
導波路の実効屈折率、ｍは回折次数、λは真空中での波
長である。（ｓｉｎα＋ｓｉｎβ）＝０なる中心波長λ
0においては次式が成立する。 ｍ0＝△Ｌｎｅ／λ0…（２） 従って、分解可能最小波長間隔△λは、導波路数をＮと
して次式で与えられる。 △λ＝λ0／Ｎｍ0＝λ0 2／ｎｅＮ△Ｌ…（３）
る部分における複数の三次元導波路の間隔、αは入射
角、ｎｓは二次元導波路の屈折率である。ｎｅは三次元
導波路の実効屈折率、ｍは回折次数、λは真空中での波
長である。（ｓｉｎα＋ｓｉｎβ）＝０なる中心波長λ
0においては次式が成立する。 ｍ0＝△Ｌｎｅ／λ0…（２） 従って、分解可能最小波長間隔△λは、導波路数をＮと
して次式で与えられる。 △λ＝λ0／Ｎｍ0＝λ0 2／ｎｅＮ△Ｌ…（３）
【０００９】このような構成において、異なる入力用三
次元導波路２から入射した異なる光の混合光は第１の二
次元導波路３によって平行光に変換され複数の三次元導
波路４に導かれる。三次元導波路４を伝搬した後の混合
光は第２の二次元導波路５内を伝搬する際、それぞれ前
述した（１）式を満足する方向に回折し、第２の二次元
導波路５によって収束され異なる位置に焦点を結ぶ。出
力用三次元導波路の一端はあらかじめ各波長の光が収束
する位置に配置されており、異なる波長の光はそれぞれ
異なる出力用三次元導波路６内を伝搬し基板端に到達す
る。
次元導波路２から入射した異なる光の混合光は第１の二
次元導波路３によって平行光に変換され複数の三次元導
波路４に導かれる。三次元導波路４を伝搬した後の混合
光は第２の二次元導波路５内を伝搬する際、それぞれ前
述した（１）式を満足する方向に回折し、第２の二次元
導波路５によって収束され異なる位置に焦点を結ぶ。出
力用三次元導波路の一端はあらかじめ各波長の光が収束
する位置に配置されており、異なる波長の光はそれぞれ
異なる出力用三次元導波路６内を伝搬し基板端に到達す
る。
【００１０】実施例１
本実施例である図２を用いて本発明について述べる。図
２において、導波路基板１上に入力用三次元導波路２、
第１の二次元導波路３、三次元導波路４、第２の二次元
導波路５、出力用三次元導波路６、そして三次元導波路
４の光路上には位相制御素子８が配置されている。第１
の二次元導波路３および第２の二次元導波路５におい
て、入力用三次元導波路２と出力用三次元導波路６はそ
れぞれ第１の二次元導波路３および第２の二次元導波路
５のローランド円７上に端部がくるように配置され、三
次元導波路４は第１の二次元導波路３および第２の二次
元導波路５のそれぞれのローランド円７の直径を半径と
する円上に端部がくるように配置されている。このため
第１の二次元導波路３および第２の二次元導波路５はそ
れぞれコリメートレンズ、集光用レンズとして作用する
よう設計されている。本発明では三次元導波路４が、第
１の二次元導波路３との接続端及び第２の二次元導波路
５との接続端の間でほぼ平行な直線形状となるように配
置され、三次元導波路４の光路上に位相制御素子８が配
置されていることを特徴としている。位相制御素子８
は、光波の伝搬方向に対してＤの厚さを持ち、且つ、屈
折率傾斜を持つものである。また、複数の三次元導波路
を伝搬する隣接した光波が、位相制御素子の互いに△ｎ
だけ異なった屈折率の部分を通過するように、位相制御
素子が配置されている。
２において、導波路基板１上に入力用三次元導波路２、
第１の二次元導波路３、三次元導波路４、第２の二次元
導波路５、出力用三次元導波路６、そして三次元導波路
４の光路上には位相制御素子８が配置されている。第１
の二次元導波路３および第２の二次元導波路５におい
て、入力用三次元導波路２と出力用三次元導波路６はそ
れぞれ第１の二次元導波路３および第２の二次元導波路
５のローランド円７上に端部がくるように配置され、三
次元導波路４は第１の二次元導波路３および第２の二次
元導波路５のそれぞれのローランド円７の直径を半径と
する円上に端部がくるように配置されている。このため
第１の二次元導波路３および第２の二次元導波路５はそ
れぞれコリメートレンズ、集光用レンズとして作用する
よう設計されている。本発明では三次元導波路４が、第
１の二次元導波路３との接続端及び第２の二次元導波路
５との接続端の間でほぼ平行な直線形状となるように配
置され、三次元導波路４の光路上に位相制御素子８が配
置されていることを特徴としている。位相制御素子８
は、光波の伝搬方向に対してＤの厚さを持ち、且つ、屈
折率傾斜を持つものである。また、複数の三次元導波路
を伝搬する隣接した光波が、位相制御素子の互いに△ｎ
だけ異なった屈折率の部分を通過するように、位相制御
素子が配置されている。
【００１１】このため、光波が同位相で三次元導波路４
に入射した場合、三次元導波路４を伝搬した後に第２の
二次元導波路内で生じさせる回折光の回折角βは次式で
与えられる。 ａ（ｓｉｎα＋ｓｉｎβ）ｎｓ＋ｎｅ△Ｚ＋Ｄ△ｎ＝ｍλ…（４） ここで、ａは第２の二次元導波路に結合する部分におけ
る複数の三次元導波路の間隔、αは入射角、ｍは回折次
数、λは真空中での波長、△Ｚは第１および第２の二次
元導波路をコリメート系にしたために生じる三次元導波
路の長さの変化である。（ｓｉｎα＋ｓｉｎβ）＝０な
る中心波長λ0においては次式が成立する。 ｍ0＝（ｎｅ△Ｚ＋Ｄ△ｎ）／λ0…（５）
に入射した場合、三次元導波路４を伝搬した後に第２の
二次元導波路内で生じさせる回折光の回折角βは次式で
与えられる。 ａ（ｓｉｎα＋ｓｉｎβ）ｎｓ＋ｎｅ△Ｚ＋Ｄ△ｎ＝ｍλ…（４） ここで、ａは第２の二次元導波路に結合する部分におけ
る複数の三次元導波路の間隔、αは入射角、ｍは回折次
数、λは真空中での波長、△Ｚは第１および第２の二次
元導波路をコリメート系にしたために生じる三次元導波
路の長さの変化である。（ｓｉｎα＋ｓｉｎβ）＝０な
る中心波長λ0においては次式が成立する。 ｍ0＝（ｎｅ△Ｚ＋Ｄ△ｎ）／λ0…（５）
【００１２】従って、分解可能最小波長間隔△λは、導
波路数をＮとして次式で与えられる。 △λ＝λ0／Ｎｍ0＝λ0 2／Ｎ（ｎｅ△Ｚ＋Ｄ△ｎ）…（６） 従来技術では△Ｌを確保するために基板サイズが数セン
チ角サイズに及ぶのに対し、本発明では、△ｎによって
位相差を確保するために基板サイズ、特に、光波の伝搬
方向に垂直な方向であるデバイスの幅を確保することな
く、従来技術と同様な特性を得ることが出来る。なおコ
リメータレンズとして作用するローランド円の形に配列
した複数の第１の二次元導波路３及び複数の第２の二次
元導波路５への接続点では、三次元導波路４はローラン
ド円７の直径を半径とする円上に直角に接続する必要が
あるので、その部分では三次元導波路は直線形でない。
従って、三次元導波路がほぼ直線形に配置されるとは、
これらの部分を除いた部分のことを指す。以下に述べる
他の例でも同様である。また、この原理を使用しないで
別にコリメータレンズを使用する場合には三次元導波路
４は全体的にほぼ平行且つ直線形に配置できることはも
ちろんである。本発明はこれらいずれも含む。
波路数をＮとして次式で与えられる。 △λ＝λ0／Ｎｍ0＝λ0 2／Ｎ（ｎｅ△Ｚ＋Ｄ△ｎ）…（６） 従来技術では△Ｌを確保するために基板サイズが数セン
チ角サイズに及ぶのに対し、本発明では、△ｎによって
位相差を確保するために基板サイズ、特に、光波の伝搬
方向に垂直な方向であるデバイスの幅を確保することな
く、従来技術と同様な特性を得ることが出来る。なおコ
リメータレンズとして作用するローランド円の形に配列
した複数の第１の二次元導波路３及び複数の第２の二次
元導波路５への接続点では、三次元導波路４はローラン
ド円７の直径を半径とする円上に直角に接続する必要が
あるので、その部分では三次元導波路は直線形でない。
従って、三次元導波路がほぼ直線形に配置されるとは、
これらの部分を除いた部分のことを指す。以下に述べる
他の例でも同様である。また、この原理を使用しないで
別にコリメータレンズを使用する場合には三次元導波路
４は全体的にほぼ平行且つ直線形に配置できることはも
ちろんである。本発明はこれらいずれも含む。
【００１３】実施例２
図３に本発明の第２の実施例を示す。この例は実施例１
の改良形である。位相制御素子を三次元導波路の光路上
に配置する場合、素子の厚さが厚い場合光波が再び三次
元導波路に結合できず、デバイスの透過特性劣化の原因
となる。本発明では三次元導波路４の出射端での位相を
制御すればよいため、薄い位相制御素子８を複数個（こ
の例では５個）配置することにより、損失特性の劣化を
引き起こすことなく、位相制御が可能となる。
の改良形である。位相制御素子を三次元導波路の光路上
に配置する場合、素子の厚さが厚い場合光波が再び三次
元導波路に結合できず、デバイスの透過特性劣化の原因
となる。本発明では三次元導波路４の出射端での位相を
制御すればよいため、薄い位相制御素子８を複数個（こ
の例では５個）配置することにより、損失特性の劣化を
引き起こすことなく、位相制御が可能となる。
【００１４】実施例３
図４に本発明の第３の実施例を示す。この実施例におい
ては、位相制御素子８が屈折率傾斜を持たず、厚さが変
化したくさび形状をなしていることを特徴としている。
このようなくさび形状の位相制御素子を用いた場合、第
２の二次元導波路内での回折光の回折角βは次式を満た
す。 ａ（ｓｉｎα＋ｓｉｎβ）＋ｎｅ△Ｚ＋ｎ△Ｄ＝ｍλ…（７） ここで、△Ｄは隣接した三次元導波路が通過する位相制
御素子の部分の厚さの差である。前記と同様に、（ｓｉ
ｎα＋ｓｉｎβ）＝０なる中心波長λ0においては次式
が成立する。 ｍ0＝（ｎｅ△Ｚ＋ｎ△Ｄ）／λ0…（５）
ては、位相制御素子８が屈折率傾斜を持たず、厚さが変
化したくさび形状をなしていることを特徴としている。
このようなくさび形状の位相制御素子を用いた場合、第
２の二次元導波路内での回折光の回折角βは次式を満た
す。 ａ（ｓｉｎα＋ｓｉｎβ）＋ｎｅ△Ｚ＋ｎ△Ｄ＝ｍλ…（７） ここで、△Ｄは隣接した三次元導波路が通過する位相制
御素子の部分の厚さの差である。前記と同様に、（ｓｉ
ｎα＋ｓｉｎβ）＝０なる中心波長λ0においては次式
が成立する。 ｍ0＝（ｎｅ△Ｚ＋ｎ△Ｄ）／λ0…（５）
【００１５】従って、分解可能最小波長間隔△λは、導
波路数をＮとして次式で与えられる。 △λ＝λ0／Ｎｍ0＝λ0 2／Ｎ（ｎｅ△Ｚ＋ｎ△Ｄ）…（６）
波路数をＮとして次式で与えられる。 △λ＝λ0／Ｎｍ0＝λ0 2／Ｎ（ｎｅ△Ｚ＋ｎ△Ｄ）…（６）
【００１６】実施例４
図５は本発明の第４の実施例である。本発明では、位相
制御素子８の厚さが複数の三次元導波路の位置に対して
階段状に変化していることを特徴としている。位相制御
素子がこのような形状をしている場合でも式（５）を満
たすことは自明である。この例の利点はくさび形に比べ
て三次元導波路への再結合が確実な点である。
制御素子８の厚さが複数の三次元導波路の位置に対して
階段状に変化していることを特徴としている。位相制御
素子がこのような形状をしている場合でも式（５）を満
たすことは自明である。この例の利点はくさび形に比べ
て三次元導波路への再結合が確実な点である。
【００１７】実施例５
図６は本発明の第５の実施例である。位相制御素子を三
次元導波路上に複数配置しても効果が得られることは前
述したが、同じ位相制御素子が同一の向きで配置される
と位相制御素子の厚い部分を通る三次元導波路を伝搬す
る光だけが散乱の影響を受ける。この問題に対して、た
とえば三次元導波路の実効屈折率よりも高い屈折率を持
った位相制御素子８を配置した場合には、逆の向きに三
次元導波路の実効屈折率よりも低い屈折率を持った位相
制御素子８’を配置することにより、それぞれの三次元
導波路を伝搬する光の散乱を平坦化することが出来る。
次元導波路上に複数配置しても効果が得られることは前
述したが、同じ位相制御素子が同一の向きで配置される
と位相制御素子の厚い部分を通る三次元導波路を伝搬す
る光だけが散乱の影響を受ける。この問題に対して、た
とえば三次元導波路の実効屈折率よりも高い屈折率を持
った位相制御素子８を配置した場合には、逆の向きに三
次元導波路の実効屈折率よりも低い屈折率を持った位相
制御素子８’を配置することにより、それぞれの三次元
導波路を伝搬する光の散乱を平坦化することが出来る。
【００１８】前記位相制御素子は、三次元導波路の光路
上に挿入することによって配置されるのみならず、光路
上に形成された溝に屈折率制御された樹脂を埋め込むこ
とによって形成することも可能である。このような構成
にすることにより、位相制御素子の形成が非常に容易に
なり、デバイスの製造コストを抑えることが可能とな
る。
上に挿入することによって配置されるのみならず、光路
上に形成された溝に屈折率制御された樹脂を埋め込むこ
とによって形成することも可能である。このような構成
にすることにより、位相制御素子の形成が非常に容易に
なり、デバイスの製造コストを抑えることが可能とな
る。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の導波路型
回折格子は、複数の三次元導波路の光路上に位相制御素
子を配置させることによって、光の位相を各三次元導波
路間で異ならせる構成であるから、従来技術に比べて基
板の大きさによる制限が大幅に小さくなる。このため、
従来、基板全体からのデバイスの取り数が数個であった
のに対して、数十個となるため、デバイス単価の低減に
寄与が大きくなる。
回折格子は、複数の三次元導波路の光路上に位相制御素
子を配置させることによって、光の位相を各三次元導波
路間で異ならせる構成であるから、従来技術に比べて基
板の大きさによる制限が大幅に小さくなる。このため、
従来、基板全体からのデバイスの取り数が数個であった
のに対して、数十個となるため、デバイス単価の低減に
寄与が大きくなる。
【図１】従来技術の導波路形回折格子の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例による導波路形回折格子
の構成図である。
の構成図である。
【図３】本発明の第２の実施例による導波路形回折格子
の構成図である。
の構成図である。
【図４】本発明の第３の実施例による導波路形回折格子
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図５】本発明の第４の実施例による導波路形回折格子
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図６】本発明の第５の実施例による導波路形回折格子
を示す構成図である。
を示す構成図である。
１ 導波路基板
２ 入力用三次元導波路
３ 第１の二次元導波路
４ 三次元導波路
５ 第２の二次元導波路
６ 出力用三次元導波路
７ ローランド円
８、８’ 位相制御素子
Claims (6)
- 【請求項１】 入力端を有する複数の第１の二次元導波
路と、出力端を有する複数の第２の二次元導波路と、前
記第１の二次元導波路と第２の二次元導波路を接続する
複数の三次元導波路からなり、前記三次元導波路を伝搬
した後の光の位相が各三次元導波路間で異なることによ
り波長依存性角度分散を有する導波路形回折格子におい
て、前記三次元導波路が、前記第１の二次元導波路との
接続端及び前記第２の二次元導波路との接続端の間でほ
ぼ直線形状に配置され、且つ前記三次元導波路の光路上
に、前記三次元導波路の出射部において各三次元導波路
間に任意の位相差を生じさせる少なくとも１つの位相制
御素子を設けたことを特徴とする導波路形回折格子。 - 【請求項２】 前記位相制御素子が、傾斜屈折率を持っ
ていることを特徴とする請求項１に記載の導波路形回折
格子。 - 【請求項３】 前記位相制御素子が、前記三次元導波路
の実効屈折率と異なった一定の屈折率を持っており、且
つ、各三次元導波路上での長さが異なるよう配置された
くさび形であることを特徴とする請求項１に記載の導波
路形回折格子。 - 【請求項４】 前記位相制御素子が、前記三次元導波路
の実効屈折率と異なった一定の屈折率を持っており、且
つ、各三次元導波路上での長さが異なるよう配置された
階段形状を持っていることを特徴とする請求項１に記載
の導波路形回折格子。 - 【請求項５】 前記位相制御素子が前記三次元導波路上
に複数配置されており、前記位相制御素子の屈折率が、
三次元導波路の実効屈折率に対して大きいものと小さい
ものが、互いに反対の向きに配置されていることを特徴
とする請求項１に記載の導波路形回折格子。 - 【請求項６】 前記位相制御素子が、前記三次元導波路
の一部を取り去り、そこに三次元導波路の屈折率とは異
なった屈折率を持つ樹脂を埋め込むことによって形成さ
れていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
に記載の導波路形回折格子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001229235A JP3643058B2 (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | 導波路形回折格子 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003043278A true JP2003043278A (ja) | 2003-02-13 |
| JP3643058B2 JP3643058B2 (ja) | 2005-04-27 |
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| JP2001229235A Expired - Fee Related JP3643058B2 (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | 導波路形回折格子 |
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| JP (1) | JP3643058B2 (ja) |
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-
2001
- 2001-07-30 JP JP2001229235A patent/JP3643058B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3643058B2 (ja) | 2005-04-27 |
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