JP2003273390A - 光回路 - Google Patents
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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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- G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 周波数間隔が小さく、かつ高速変調を行う場
合にも、クロストークの発生が少ない光通信システムを
実現する光回路を提供する。 【解決手段】 本発明の光回路は、第Ｎ高調波発生素子
（Ｎは２以上の整数）と、光放出手段を具備した光導波
路と、受光素子と、を順に光が伝搬結合するように同一
基板上に形成することにより形成される。この光回路は
複数縦続することができる。この光回路により、入射さ
れた波長多重光は第Ｎ高調波発生素子により、特定の周
波数の光のみがＮ倍の周波数に変換される。この周波数
変換された光信号は光放射手段によって光導波路から放
射され、受光素子によって電気信号に変換される。
合にも、クロストークの発生が少ない光通信システムを
実現する光回路を提供する。 【解決手段】 本発明の光回路は、第Ｎ高調波発生素子
（Ｎは２以上の整数）と、光放出手段を具備した光導波
路と、受光素子と、を順に光が伝搬結合するように同一
基板上に形成することにより形成される。この光回路は
複数縦続することができる。この光回路により、入射さ
れた波長多重光は第Ｎ高調波発生素子により、特定の周
波数の光のみがＮ倍の周波数に変換される。この周波数
変換された光信号は光放射手段によって光導波路から放
射され、受光素子によって電気信号に変換される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ通信用
の光回路に関し、とくに波長多重光通信に使用する光回
路に関する。
の光回路に関し、とくに波長多重光通信に使用する光回
路に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信において、一本の光ファ
イバの伝送容量を拡大する方法として波長多重通信があ
る。これは、波長の異なる複数の搬送波をそれぞれ異な
る信号で２値変調し、これを一本の光ファイバに多重化
して伝送し、受信側でこの信号を波長ごとに分波し、そ
れぞれの信号を取り出す方式である（例えば、非特許文
献１参照）。
イバの伝送容量を拡大する方法として波長多重通信があ
る。これは、波長の異なる複数の搬送波をそれぞれ異な
る信号で２値変調し、これを一本の光ファイバに多重化
して伝送し、受信側でこの信号を波長ごとに分波し、そ
れぞれの信号を取り出す方式である（例えば、非特許文
献１参照）。
【０００３】実際に光ファイバ通信に通常使用される１
５５０ｎｍ帯の波長域では、周波数間隔１００〜５０Ｇ
Ｈｚの搬送波を用いる波長帯域が規格化されている。周
波数間隔Δν＝５０ＧＨｚは波長間隔約０．４ｎｍに相
当し、少なくとも分解能Ｒ＝３８７（レイリー限界）を
もつ波長分波手段が必要となる。このような合分波器と
しては、回折格子、ダイクロイックビームスプリッタ、
アレイ導波路回折格子、縦続ファブリペロー・エタロン
など、標準的なデバイスが製品化されている。
５５０ｎｍ帯の波長域では、周波数間隔１００〜５０Ｇ
Ｈｚの搬送波を用いる波長帯域が規格化されている。周
波数間隔Δν＝５０ＧＨｚは波長間隔約０．４ｎｍに相
当し、少なくとも分解能Ｒ＝３８７（レイリー限界）を
もつ波長分波手段が必要となる。このような合分波器と
しては、回折格子、ダイクロイックビームスプリッタ、
アレイ導波路回折格子、縦続ファブリペロー・エタロン
など、標準的なデバイスが製品化されている。
【非特許文献１】イヴァン・ピー・カミノウ（IVAN P.K
AMINOW）、トーマス・エル・コッホ(THOMAS L.KOCH)
編、「オプティカル・ファイバー・コミュニケーション
ズ IIIA(OPTICAL FIBER TELECOMMUNIVATIONS IIIA)」、
(米国)、１９９７年、アカデミック・プレス(ACADEMIC
PRESS)、第１５章、図１５−１
AMINOW）、トーマス・エル・コッホ(THOMAS L.KOCH)
編、「オプティカル・ファイバー・コミュニケーション
ズ IIIA(OPTICAL FIBER TELECOMMUNIVATIONS IIIA)」、
(米国)、１９９７年、アカデミック・プレス(ACADEMIC
PRESS)、第１５章、図１５−１
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方、変調速度も伝送
容量を増大するために高速化している。しかし、時間領
域で搬送波を高速変調することにより、搬送波の周波数
領域でのスペクトルの広がりが生じる。このため、周波
数間隔が小さく、波長が近接する搬送波のチャンネル間
でクロストークが生じやすくなる。したがってＷＤＭに
おいては、チャンネル密度の増大（すなわち、チャンネ
ル間隔の近接化）とチャンネル当たりのデータ伝送速度
の増大（すなわち、信号の短パルス化）とを両立させる
ことには限界があった。
容量を増大するために高速化している。しかし、時間領
域で搬送波を高速変調することにより、搬送波の周波数
領域でのスペクトルの広がりが生じる。このため、周波
数間隔が小さく、波長が近接する搬送波のチャンネル間
でクロストークが生じやすくなる。したがってＷＤＭに
おいては、チャンネル密度の増大（すなわち、チャンネ
ル間隔の近接化）とチャンネル当たりのデータ伝送速度
の増大（すなわち、信号の短パルス化）とを両立させる
ことには限界があった。
【０００５】本発明は、このような問題を解決するた
め、周波数間隔が小さく、かつ高速変調を行う波長多重
光通信においても、クロストークの発生が少ない光分
波、検出が可能な光回路を提供することを目的とする。
め、周波数間隔が小さく、かつ高速変調を行う波長多重
光通信においても、クロストークの発生が少ない光分
波、検出が可能な光回路を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光回路は、第Ｎ
高調波発生素子（Ｎは２以上の整数）と、光放出手段を
具備した光導波路と、受光素子と、を順に光が伝搬結合
するように同一基板上に形成した。さらにこの光回路を
複数縦続してもよい。また分岐導波路の出射端に上記光
回路を接続してもよい。
高調波発生素子（Ｎは２以上の整数）と、光放出手段を
具備した光導波路と、受光素子と、を順に光が伝搬結合
するように同一基板上に形成した。さらにこの光回路を
複数縦続してもよい。また分岐導波路の出射端に上記光
回路を接続してもよい。
【０００７】この光回路により、入射された波長多重光
は第Ｎ高調波発生素子により、特定の周波数の光のみが
Ｎ倍の周波数に変換される。この周波数変換された光信
号は光放射手段によって光導波路から放射され、受光素
子によって電気信号に変換される。複数の波長多重光を
処理するためには上記光回路を基本単位とし、これを直
列に接続するか、もしくは分岐導波路により波長多重光
を予め分岐し、その後上記の基本単位の光回路によって
処理する。
は第Ｎ高調波発生素子により、特定の周波数の光のみが
Ｎ倍の周波数に変換される。この周波数変換された光信
号は光放射手段によって光導波路から放射され、受光素
子によって電気信号に変換される。複数の波長多重光を
処理するためには上記光回路を基本単位とし、これを直
列に接続するか、もしくは分岐導波路により波長多重光
を予め分岐し、その後上記の基本単位の光回路によって
処理する。
【０００８】この光回路の基板はＳｉであり、光導波路
はＳｉＯ2、有機材料またはゾルゲル材料のいずれかを
主成分とする材料からなることが望ましい。また、Ｎ＝
２に相当する第２高調波発生素子には、周期的屈折率変
化構造を導入したＳｉＯ2を主成分とする光導波路をＳ
ｉ基板上に形成して用いるのが好ましく、Ｎ＝３に相当
する第３高調波発生素子には、Ｓｉ基板上に、有機材料
またはゾルゲル材料を用いて形成した光導波路を用いる
のが好ましい。尚、本発明において、「主成分」とは当
該材料が最も含有率が高いことを意味する。
はＳｉＯ2、有機材料またはゾルゲル材料のいずれかを
主成分とする材料からなることが望ましい。また、Ｎ＝
２に相当する第２高調波発生素子には、周期的屈折率変
化構造を導入したＳｉＯ2を主成分とする光導波路をＳ
ｉ基板上に形成して用いるのが好ましく、Ｎ＝３に相当
する第３高調波発生素子には、Ｓｉ基板上に、有機材料
またはゾルゲル材料を用いて形成した光導波路を用いる
のが好ましい。尚、本発明において、「主成分」とは当
該材料が最も含有率が高いことを意味する。
【０００９】受光素子はＳｉ基板上に形成したｐｎ接合
を有するものであり、光導波路からの光放射手段は、光
導波路表面に形成した回折格子であるのが好ましい。ま
た、分岐導波路を用いた形態では、光放射手段が、光導
波路における導波光の内、所定範囲の波長を受光素子の
方向に反射するように、光の導波方向に対し傾斜して配
置した反射型フィルタであるのが好ましい。
を有するものであり、光導波路からの光放射手段は、光
導波路表面に形成した回折格子であるのが好ましい。ま
た、分岐導波路を用いた形態では、光放射手段が、光導
波路における導波光の内、所定範囲の波長を受光素子の
方向に反射するように、光の導波方向に対し傾斜して配
置した反射型フィルタであるのが好ましい。
【００１０】以上の光回路は、第Ｎ高調波発生素子を備
えているため、光通信分野で使用される１５５０ｎｍ帯
の波長の光を少なくとも７８０ｎｍ帯より短い波長域に
変換する。このため受光素子として汎用のＳｉ系素子が
使用できるようになる。さらに光回路全体を、Ｓｉを基
板として構成できるため、製造が容易で、かつＳｉ系の
電子回路との集積化が容易となる。すなわち、波長多重
通信における波長分波、光検出から電気信号の処理まで
を一基板上に集積化したチップ上で行えるという大きな
特徴を有する。
えているため、光通信分野で使用される１５５０ｎｍ帯
の波長の光を少なくとも７８０ｎｍ帯より短い波長域に
変換する。このため受光素子として汎用のＳｉ系素子が
使用できるようになる。さらに光回路全体を、Ｓｉを基
板として構成できるため、製造が容易で、かつＳｉ系の
電子回路との集積化が容易となる。すなわち、波長多重
通信における波長分波、光検出から電気信号の処理まで
を一基板上に集積化したチップ上で行えるという大きな
特徴を有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図に基づい
て説明する。
て説明する。
【００１２】先ず、本発明の光回路が適用される光通信
システムの基本構成を図１に示す。以下、光通信システ
ムの基本構成を説明するために最低限必要な、２つの周
波数の搬送波をもつ２チャンネルのシステムについて述
べるが、本発明の光回路は本来、周波数の近接した多数
のチャンネルを備えた光通信システムに対して効果を奏
する。チャンネル数の多い実際のシステムにおけるより
具体的な構成については後述する。
システムの基本構成を図１に示す。以下、光通信システ
ムの基本構成を説明するために最低限必要な、２つの周
波数の搬送波をもつ２チャンネルのシステムについて述
べるが、本発明の光回路は本来、周波数の近接した多数
のチャンネルを備えた光通信システムに対して効果を奏
する。チャンネル数の多い実際のシステムにおけるより
具体的な構成については後述する。
【００１３】図１に示すように、送信局側において、光
源は、互いに異なる２つの周波数ν1、ν2の光源１−
１、１−２で構成されている。これらの光源の発する搬
送波の周波数領域でのスペクトルを図２(a)に示す。こ
れらの搬送波に対し、光変調器２−１、２−２により、
それぞれパルス時系列Ｘ1、Ｘ2で２値振幅変調を行う。
このパルス時系列の変調速度をＢビット/秒とすると、
変調後の搬送波の周波数領域でのスペクトルは、図２
(b)に示すようにＢ（Ｈｚ）程度に広がる。したがっ
て、周波数間隔ΔνがＢ（Ｈｚ）より小さい場合は隣接
チャンネル間でクロストークが発生しやすくなる。
源は、互いに異なる２つの周波数ν1、ν2の光源１−
１、１−２で構成されている。これらの光源の発する搬
送波の周波数領域でのスペクトルを図２(a)に示す。こ
れらの搬送波に対し、光変調器２−１、２−２により、
それぞれパルス時系列Ｘ1、Ｘ2で２値振幅変調を行う。
このパルス時系列の変調速度をＢビット/秒とすると、
変調後の搬送波の周波数領域でのスペクトルは、図２
(b)に示すようにＢ（Ｈｚ）程度に広がる。したがっ
て、周波数間隔ΔνがＢ（Ｈｚ）より小さい場合は隣接
チャンネル間でクロストークが発生しやすくなる。
【００１４】変調された搬送波は、送信局側で波長合波
器３により合波されて波長多重光ｘとなり、光ファイバ
４に入力され伝送される。この波長多重光ｘは途中長距
離伝送による減衰を補償するため、また次に述べる第２
高調波の発生を高効率で行うために、光ファイバ増幅器
５により適宜増幅される。
器３により合波されて波長多重光ｘとなり、光ファイバ
４に入力され伝送される。この波長多重光ｘは途中長距
離伝送による減衰を補償するため、また次に述べる第２
高調波の発生を高効率で行うために、光ファイバ増幅器
５により適宜増幅される。
【００１５】受信局側で、波長多重光ｘは、光ファイバ
増幅器６で適宜増幅され、第Ｎ高調波発生素子である第
２高調波発生器(Second Harmonic Generator(SHG)：以
下ＳＨＧ素子という)７−１に入射する。ＳＨＧ素子７
−１は一方の搬送波の波長に位相整合されており、例え
ばν１の周波数成分が２倍の周波数に変換され、２ν１
となる（波長は１／２になる）。次いで、周波数変換さ
れた搬送波と未変換の搬送波は、波長分波器８により分
離され、周波数変換された搬送波を変調している光信号
が光検出器９−１により電気信号（Ｘ1）に変換、復調
される。一方、周波数変換されなかった周波数ν２の搬
送波は、この搬送波の周波数ν２に位相整合されたＳＨ
Ｇ素子７−２に入射し、２ν２の周波数に変換された
後、光検出器９−２によってその光信号が電気信号に変
換される。周波数ν２の搬送波をそのまま光検出器９−
２に入射させてもよいが、後述の理由で周波数変換する
のが望ましい。
増幅器６で適宜増幅され、第Ｎ高調波発生素子である第
２高調波発生器(Second Harmonic Generator(SHG)：以
下ＳＨＧ素子という)７−１に入射する。ＳＨＧ素子７
−１は一方の搬送波の波長に位相整合されており、例え
ばν１の周波数成分が２倍の周波数に変換され、２ν１
となる（波長は１／２になる）。次いで、周波数変換さ
れた搬送波と未変換の搬送波は、波長分波器８により分
離され、周波数変換された搬送波を変調している光信号
が光検出器９−１により電気信号（Ｘ1）に変換、復調
される。一方、周波数変換されなかった周波数ν２の搬
送波は、この搬送波の周波数ν２に位相整合されたＳＨ
Ｇ素子７−２に入射し、２ν２の周波数に変換された
後、光検出器９−２によってその光信号が電気信号に変
換される。周波数ν２の搬送波をそのまま光検出器９−
２に入射させてもよいが、後述の理由で周波数変換する
のが望ましい。
【００１６】図３に示すように、周波数変換後の２つの
搬送波の周波数間隔は変換前の２倍（２Δν）になるた
め、２つのチャンネル間でのクロストーク発生を抑える
ことができる。さらに、周波数変換前のチャンネル間の
周波数間隔Δν（＝ν２−ν１）が非常に狭い場合、周
波数変換された搬送波と未変換の搬送波との周波数間隔
はおよそν１となり、Δνに比べて非常に広くなってい
るので、波長分波器８に要求される分解能は著しく緩和
されるという効果がある。
搬送波の周波数間隔は変換前の２倍（２Δν）になるた
め、２つのチャンネル間でのクロストーク発生を抑える
ことができる。さらに、周波数変換前のチャンネル間の
周波数間隔Δν（＝ν２−ν１）が非常に狭い場合、周
波数変換された搬送波と未変換の搬送波との周波数間隔
はおよそν１となり、Δνに比べて非常に広くなってい
るので、波長分波器８に要求される分解能は著しく緩和
されるという効果がある。
【００１７】以上のような本発明の基本構成に基づき、
光通信システムの具体的実施例を説明する。
光通信システムの具体的実施例を説明する。
【００１８】図４に示すように、光源として、周波数ν
1 (193400ＧＨｚ、波長：λ1＝1550.12ｎｍ)、周波数ν
2 (193450ＧＨｚ、波長：λ2＝1549.72ｎｍ)、周波数ν
3（193500ＧＨｚ、波長：λ3＝1549.32ｎｍ）の各半導
体レーザ１１−１、１１−２、１１−３を用いる。周波
数間隔Δνは５０ＧＨｚ、波長間隔Δλは約０．４ｎｍ
である。以下、簡単のため、３チャンネル分の数値だけ
を例示するが、実際には図示のように必要チャンネル数
（ｎ）だけ５０ＧＨｚ間隔の光源を用いる。光源の半導
体レーザとしては波長安定化した分布帰還型（ＤＦＢ）
レーザ等が好適である。
1 (193400ＧＨｚ、波長：λ1＝1550.12ｎｍ)、周波数ν
2 (193450ＧＨｚ、波長：λ2＝1549.72ｎｍ)、周波数ν
3（193500ＧＨｚ、波長：λ3＝1549.32ｎｍ）の各半導
体レーザ１１−１、１１−２、１１−３を用いる。周波
数間隔Δνは５０ＧＨｚ、波長間隔Δλは約０．４ｎｍ
である。以下、簡単のため、３チャンネル分の数値だけ
を例示するが、実際には図示のように必要チャンネル数
（ｎ）だけ５０ＧＨｚ間隔の光源を用いる。光源の半導
体レーザとしては波長安定化した分布帰還型（ＤＦＢ）
レーザ等が好適である。
【００１９】これらの搬送波は、ＬｉＮｂＯ3等を用い
た光変調器１２−１、１２−２、１２−３、…、１２−
ｎにより、それぞれ変調速度１０Ｇｂｐｓのパルス時系
列Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3、…、Ｘｎで２値振幅変調される。こ
れにより、図５（ａ）に示すように、各スペクトルの広
がりは１０ＧＨｚ程度となる。
た光変調器１２−１、１２−２、１２−３、…、１２−
ｎにより、それぞれ変調速度１０Ｇｂｐｓのパルス時系
列Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3、…、Ｘｎで２値振幅変調される。こ
れにより、図５（ａ）に示すように、各スペクトルの広
がりは１０ＧＨｚ程度となる。
【００２０】次いで、変調された各搬送波は波長合波器
１３により合波されて波長多重光ｘとなり、光ファイバ
１４に入力され伝送される。波長多重光ｘは伝送による
減衰を考慮してエルビウムドープ光ファイバ増幅器（Ｅ
ＤＦＡ）１５により適宜増幅しておく。本実施例では、
さらに目的とする距離の伝送を行った後、ＥＤＦＡ１６
を用いて、約１００ｍＷの強度となるように増幅した。
１３により合波されて波長多重光ｘとなり、光ファイバ
１４に入力され伝送される。波長多重光ｘは伝送による
減衰を考慮してエルビウムドープ光ファイバ増幅器（Ｅ
ＤＦＡ）１５により適宜増幅しておく。本実施例では、
さらに目的とする距離の伝送を行った後、ＥＤＦＡ１６
を用いて、約１００ｍＷの強度となるように増幅した。
【００２１】次いで、この波長多重光ｘはＳＨＧ素子１
７−１に入力される。このＳＨＧ素子１７−１は周波数
ν１を中心とする極めて狭い帯域にのみ位相整合してい
るため、周波数ν1だけが２倍の周波数２ν１に変換さ
れる。波長はλ1／２＝775.06ｎｍとなる。一方、ＳＨ
Ｇ素子１７−１はν2〜νnの周波数には位相整合しない
ため、周波数ν1の搬送波以外の搬送波は周波数変換さ
れない。尚、他のＳＨＧ素子１７−２、・・・、１７−ｎ
は、ＳＨＧ素子１７−２が周波数ν2に、以下同様にＳ
ＨＧ素子１７−ｎが周波数νnにそれぞれ位相整合され
ている。
７−１に入力される。このＳＨＧ素子１７−１は周波数
ν１を中心とする極めて狭い帯域にのみ位相整合してい
るため、周波数ν1だけが２倍の周波数２ν１に変換さ
れる。波長はλ1／２＝775.06ｎｍとなる。一方、ＳＨ
Ｇ素子１７−１はν2〜νnの周波数には位相整合しない
ため、周波数ν1の搬送波以外の搬送波は周波数変換さ
れない。尚、他のＳＨＧ素子１７−２、・・・、１７−ｎ
は、ＳＨＧ素子１７−２が周波数ν2に、以下同様にＳ
ＨＧ素子１７−ｎが周波数νnにそれぞれ位相整合され
ている。
【００２２】次いで、周波数２ν1に変調された搬送波
は波長分波器１８−１により、周波数変換されていない
残りの波長多重光と分離される。分離された変調光信号
は受光素子１９−１により電気信号に変換される。２ν
1とν2の周波数間隔は193350ＧＨｚで元のν1とν2の周
波数間隔５０ＧＨｚに比して非常に大きいため、波長分
波器１８−１の要求性能は大幅に緩和され、波長分解能
の比較的小さい分波器でも使用できる。また、周波数変
換後の波長域が７８０ｎｍ程度となるので、光検出器１
９−１としては、Ｓｉを用いた汎用の受光素子が使用で
きる。
は波長分波器１８−１により、周波数変換されていない
残りの波長多重光と分離される。分離された変調光信号
は受光素子１９−１により電気信号に変換される。２ν
1とν2の周波数間隔は193350ＧＨｚで元のν1とν2の周
波数間隔５０ＧＨｚに比して非常に大きいため、波長分
波器１８−１の要求性能は大幅に緩和され、波長分解能
の比較的小さい分波器でも使用できる。また、周波数変
換後の波長域が７８０ｎｍ程度となるので、光検出器１
９−１としては、Ｓｉを用いた汎用の受光素子が使用で
きる。
【００２３】次いで、周波数ν2の搬送波がＳＨＧ素子
１７−２によって周波数変換され、波長分波器１８−２
によって分離され、受光素子１９−２により電気信号に
変換される。その他の周波数ν3〜νn-1の搬送波ｙは、
同様に、それぞれＳＨＧ素子１７−３〜１７−(ｎ-1)に
よって周波数変換され、波長分波器１８−３〜１８−
（ｎ−１）によって分離され、受光素子１９−２〜１９
−（ｎ−１）によって電気信号に変換される。最後に周
波数νnの搬送波がＳＨＧ素子１７−ｎに入射し、２νn
の周波数に変換された後、光検出器１９−ｎによってそ
の光信号が電気信号に変換される。最後の周波数νnの
搬送波は、そのまま光検出器１９−ｎに入射させて電気
信号に変換してもよいが、光検出器１９−ｎに他と共通
なＳｉ受光素子を使用することがシステム設計上望まし
いため、他と同様にして変換した。
１７−２によって周波数変換され、波長分波器１８−２
によって分離され、受光素子１９−２により電気信号に
変換される。その他の周波数ν3〜νn-1の搬送波ｙは、
同様に、それぞれＳＨＧ素子１７−３〜１７−(ｎ-1)に
よって周波数変換され、波長分波器１８−３〜１８−
（ｎ−１）によって分離され、受光素子１９−２〜１９
−（ｎ−１）によって電気信号に変換される。最後に周
波数νnの搬送波がＳＨＧ素子１７−ｎに入射し、２νn
の周波数に変換された後、光検出器１９−ｎによってそ
の光信号が電気信号に変換される。最後の周波数νnの
搬送波は、そのまま光検出器１９−ｎに入射させて電気
信号に変換してもよいが、光検出器１９−ｎに他と共通
なＳｉ受光素子を使用することがシステム設計上望まし
いため、他と同様にして変換した。
【００２４】このような光通信システムにおいては、各
ＳＨＧ素子により、各チャンネルの周波数のみが変換さ
れるため、チャンネル間のクロストーク発生はほぼ完全
に防止できる。また未変換のチャンネルの波長とは波長
差が大きいので、容易に分離ができる。さらに１５５０
ｎｍ帯の波長が７８０ｎｍ帯に変換されるので、光検出
器として汎用のＳｉ系受光素子が使用できる。
ＳＨＧ素子により、各チャンネルの周波数のみが変換さ
れるため、チャンネル間のクロストーク発生はほぼ完全
に防止できる。また未変換のチャンネルの波長とは波長
差が大きいので、容易に分離ができる。さらに１５５０
ｎｍ帯の波長が７８０ｎｍ帯に変換されるので、光検出
器として汎用のＳｉ系受光素子が使用できる。
【００２５】本発明はこの点に着目し、図４の破線で囲
まれた範囲を光回路としてＳｉ基板上に集積することを
特徴とする。この場合、点線で区切られた範囲が本光回
路の基本単位５０となり、搬送波の数によってこの基本
単位５０を複数５０−１、５０−２、…、５０−ｎのよ
うに縦続するかまたは並列に設ける。
まれた範囲を光回路としてＳｉ基板上に集積することを
特徴とする。この場合、点線で区切られた範囲が本光回
路の基本単位５０となり、搬送波の数によってこの基本
単位５０を複数５０−１、５０−２、…、５０−ｎのよ
うに縦続するかまたは並列に設ける。
【００２６】図５は光回路の基本単位５０を縦続し、Ｓ
ｉ基板上に集積化した光回路１００の光の伝搬方向に沿
った断面図を示している。ただし、入射光ファイバ１４
から出射する波長多重光を、導波路端面に結合し、入射
するための集光光学系８０は本発明の光回路には含まれ
ない。
ｉ基板上に集積化した光回路１００の光の伝搬方向に沿
った断面図を示している。ただし、入射光ファイバ１４
から出射する波長多重光を、導波路端面に結合し、入射
するための集光光学系８０は本発明の光回路には含まれ
ない。
【００２７】この光回路１００の基本単位５０をその製
造手順に沿って説明する。図６は図５のＡ−Ａ’、図７
はＢ−Ｂ’の各位置における光回路の断面構造図であ
る。
造手順に沿って説明する。図６は図５のＡ−Ａ’、図７
はＢ−Ｂ’の各位置における光回路の断面構造図であ
る。
【００２８】初めに、Ｓｉ基板３０上の予め定めた位置
に受光素子２９となるｐｎ接合３２を形成する。不純物
の拡散によるか、またはイオン注入法による。
に受光素子２９となるｐｎ接合３２を形成する。不純物
の拡散によるか、またはイオン注入法による。
【００２９】次いで、ＳｉＯ2を主成分とする光導波路
４０を形成する。光導波路４０の形成に際し、初めにＳ
ｉ基板３０の表面に化学気相成長法等によりＳｉＯ2層
を厚さ１０μｍ程度形成する。このＳｉＯ2層には、屈
折率の調整のためにＢ2Ｏ3などを添加してもよい。この
層は光導波路４０の下側クラッド層３４となる。次に、
下側クラッド層３４の表面に、ＧｅＯ2を約１０％添加
したＳｉＯ2層を厚さ６μｍ形成する。この層は下側ク
ラッド層３４より屈折率が高く、光導波路４０のコア層
３６となるが、さらにＳｎＯ2等を添加することが、後
続の光誘起屈折率変化を生じさせるために望ましいこと
が、国際特許公開公報ＷＯ９６／３４３０４号等に開示
されている。
４０を形成する。光導波路４０の形成に際し、初めにＳ
ｉ基板３０の表面に化学気相成長法等によりＳｉＯ2層
を厚さ１０μｍ程度形成する。このＳｉＯ2層には、屈
折率の調整のためにＢ2Ｏ3などを添加してもよい。この
層は光導波路４０の下側クラッド層３４となる。次に、
下側クラッド層３４の表面に、ＧｅＯ2を約１０％添加
したＳｉＯ2層を厚さ６μｍ形成する。この層は下側ク
ラッド層３４より屈折率が高く、光導波路４０のコア層
３６となるが、さらにＳｎＯ2等を添加することが、後
続の光誘起屈折率変化を生じさせるために望ましいこと
が、国際特許公開公報ＷＯ９６／３４３０４号等に開示
されている。
【００３０】チャンネル導波路を形成するため、このＧ
ｅ添加ＳｉＯ2層をフォトリソグラフィー法によりパタ
ーニングする。すなわち、幅６μｍのストライプ状にＧ
ｅ添加ＳｉＯ2層を残して、他の部分をエッチングによ
り除去する。エッチングにはフッ酸系エッチング液を用
いた液相エッチング法、もしくは反応性イオンエッチン
グなどの気相エッチング法を用いる。他の部分のＧｅ添
加ＳｉＯ2層が完全に除去されたところでエッチングを
停止し、コア層３６が形成される。
ｅ添加ＳｉＯ2層をフォトリソグラフィー法によりパタ
ーニングする。すなわち、幅６μｍのストライプ状にＧ
ｅ添加ＳｉＯ2層を残して、他の部分をエッチングによ
り除去する。エッチングにはフッ酸系エッチング液を用
いた液相エッチング法、もしくは反応性イオンエッチン
グなどの気相エッチング法を用いる。他の部分のＧｅ添
加ＳｉＯ2層が完全に除去されたところでエッチングを
停止し、コア層３６が形成される。
【００３１】次いで、コア層３６の予め定めたＳＨＧ素
子２７となる部分にＰをイオン注入する。
子２７となる部分にＰをイオン注入する。
【００３２】次いで、下側クラッド層３４及びコア層３
６の全体を下側クラッド層３４と同一材料で覆い、上側
クラッド層３８を形成する。また、図７に示すように、
Ｓｉ基板上のｐｎ接合３２に受光素子２９の電極を設け
るため、該当する部分の下側クラッド層３４及び上側ク
ラッド層３８にｐｎ接合３２に達する貫通孔を形成し、
この貫通孔を金属で充填してｐｎ接合３２上に金属電極
４２を形成する。この金属電極４２の形成には、蒸着法
等を用いることができる。
６の全体を下側クラッド層３４と同一材料で覆い、上側
クラッド層３８を形成する。また、図７に示すように、
Ｓｉ基板上のｐｎ接合３２に受光素子２９の電極を設け
るため、該当する部分の下側クラッド層３４及び上側ク
ラッド層３８にｐｎ接合３２に達する貫通孔を形成し、
この貫通孔を金属で充填してｐｎ接合３２上に金属電極
４２を形成する。この金属電極４２の形成には、蒸着法
等を用いることができる。
【００３３】ＳＨＧ素子２７は、光導波路４０のコア層
３６内に光の伝搬方向に沿って屈折率が所定の周期で変
化した構造を導入することにより実現される。この光の
伝搬方向に対して周期的に屈折率が変化した構造を導入
する方法として、ＫｒＦエキシマレーザによる紫外光を
後述の所定の周期をもつ位相マスクを介して照射する方
法を用いる。前述のコア層３６のＰをドープした領域に
この光照射を行うことにより周期構造が形成され、後述
のように周期の設定により特定の周波数の搬送波のみが
２倍の周波数に変換される。
３６内に光の伝搬方向に沿って屈折率が所定の周期で変
化した構造を導入することにより実現される。この光の
伝搬方向に対して周期的に屈折率が変化した構造を導入
する方法として、ＫｒＦエキシマレーザによる紫外光を
後述の所定の周期をもつ位相マスクを介して照射する方
法を用いる。前述のコア層３６のＰをドープした領域に
この光照射を行うことにより周期構造が形成され、後述
のように周期の設定により特定の周波数の搬送波のみが
２倍の周波数に変換される。
【００３４】また、このＳＨＧ素子２７に接続する部分
に、変換された周波数の搬送波を回折し光導波路４０の
外へ放出するような回折格子２８、例えばブラッグ回折
格子を設ける。この回折格子２８の位置は、その直下に
形成されているｐｎ接合３２に合わせる。この回折格子
２８の周期は上記のＳＨＧ素子２７と同様に光誘起屈折
率変化を利用して屈折率の周期構造を作製してもよい。
この場合、上側クラッド層３８を形成した後に光照射に
よって形成できる。
に、変換された周波数の搬送波を回折し光導波路４０の
外へ放出するような回折格子２８、例えばブラッグ回折
格子を設ける。この回折格子２８の位置は、その直下に
形成されているｐｎ接合３２に合わせる。この回折格子
２８の周期は上記のＳＨＧ素子２７と同様に光誘起屈折
率変化を利用して屈折率の周期構造を作製してもよい。
この場合、上側クラッド層３８を形成した後に光照射に
よって形成できる。
【００３５】ただしこの回折格子２８は７８０ｎｍ帯の
波長の光を回折させるため、上記のＳＨＧ素子２７の構
造周期より短く、これに対応した位相マスクを準備しに
くい場合がある。このような場合は、Ｈｅ−Ｃｄレーザ
等を光源とする２光束干渉露光法によって、いわゆるレ
リーフ型の回折格子をコア層３６の表面に形成してもよ
い。この方法の場合は上側クラッド層３８を形成する前
に加工を行う必要がある。加工方法としては、光導波路
４０のコア層３６の表面にフォトレジストを塗布し、干
渉縞周期が所定値となるように干渉露光を行い、感光し
たフォトレジストを現像して周期構造のマスクを作製し
た後、エッチングによりコア層３６の表面に周期的な凹
凸構造を設ける。
波長の光を回折させるため、上記のＳＨＧ素子２７の構
造周期より短く、これに対応した位相マスクを準備しに
くい場合がある。このような場合は、Ｈｅ−Ｃｄレーザ
等を光源とする２光束干渉露光法によって、いわゆるレ
リーフ型の回折格子をコア層３６の表面に形成してもよ
い。この方法の場合は上側クラッド層３８を形成する前
に加工を行う必要がある。加工方法としては、光導波路
４０のコア層３６の表面にフォトレジストを塗布し、干
渉縞周期が所定値となるように干渉露光を行い、感光し
たフォトレジストを現像して周期構造のマスクを作製し
た後、エッチングによりコア層３６の表面に周期的な凹
凸構造を設ける。
【００３６】この回折格子２８は、特定の波長の光を反
射する分波素子としての機能と、反射した光を導波路外
に放出する手段としての機能を合わせ持つ。
射する分波素子としての機能と、反射した光を導波路外
に放出する手段としての機能を合わせ持つ。
【００３７】なお、導波路の伝搬損失を補償するため、
図４の光増幅器１６−１、１６−２、…、１６−ｎに対
応して、上記基本単位５０の入力光導波路２０に光増幅
機能を付与するのが望ましい。これはエルビウムなどを
コア層３６に予め添加することにより実現できる。
図４の光増幅器１６−１、１６−２、…、１６−ｎに対
応して、上記基本単位５０の入力光導波路２０に光増幅
機能を付与するのが望ましい。これはエルビウムなどを
コア層３６に予め添加することにより実現できる。
【００３８】以上が本発明の光回路１００の基本単位５
０である。
０である。
【００３９】この基本単位５０と同じ光回路を繰り返し
てν2、ν3…と順に波長変換、光検出を行えるように複
数の基本単位５０を縦続する。すなわち、図４に示すよ
うに、光を端面に結合する入射導波路２０−１、２０−
２、…に続いて、ＳＨＧ素子２７−１，２７−２…、回
折格子２８−１，２８−２…、受光素子２９−１、２９
−２、…をＳｉ基板３０上に形成した光回路の基本単位
５０−１，５０−２，…を必要数、縦続して形成する。
その際、全ての光回路を同一基板上に形成してもよい
が、適当数の基本単位５０を同一基板上に形成してお
き、必要に応じてこれを互いに結合させてもよい。これ
により図４の破線で囲われた部分を集積した光回路１０
０が形成できる。
てν2、ν3…と順に波長変換、光検出を行えるように複
数の基本単位５０を縦続する。すなわち、図４に示すよ
うに、光を端面に結合する入射導波路２０−１、２０−
２、…に続いて、ＳＨＧ素子２７−１，２７−２…、回
折格子２８−１，２８−２…、受光素子２９−１、２９
−２、…をＳｉ基板３０上に形成した光回路の基本単位
５０−１，５０−２，…を必要数、縦続して形成する。
その際、全ての光回路を同一基板上に形成してもよい
が、適当数の基本単位５０を同一基板上に形成してお
き、必要に応じてこれを互いに結合させてもよい。これ
により図４の破線で囲われた部分を集積した光回路１０
０が形成できる。
【００４０】他の光回路の実施例を図８に示す。光回路
への入射側に分岐導波路２５を配し、波長多重光ｘを予
め分岐したのち、光回路の基本単位５０−１，５０−
２，…、５０−ｎに入力する。各基本単位内のＳＨＧ素
子１７−１、１７−２、・・・、１７−ｎは所定の周波数
の搬送波のみを変換する。この構成の場合は、変換され
ない搬送波を後続の光回路に送る必要がないので、図９
に示すように、基本単位５０の導波路４０の出射側の端
面４６を斜め加工し、所定の波長領域の光を反射するフ
ィルタ４８等をこの端面４６上に設け、反射された光の
みを受光素子２９に入射することができる。このフィル
タ４８は誘電体多層膜を端面４６に直接形成するか、ま
たは別途準備し、貼り付けてもよい。ＳＨＧ素子により
波長変換された搬送波の波長は変換されない搬送波の波
長とは大きく異なるため、フィルタ４８に要求される仕
様は厳しくなくてよいという利点がある。また、分岐導
波路の挿入損失は発生するが、基本単位５０への入射光
強度は一様になり、縦続した場合のように基本単位数が
増加するとともに損失が増大してくるという問題がない
のも有利な点である。
への入射側に分岐導波路２５を配し、波長多重光ｘを予
め分岐したのち、光回路の基本単位５０−１，５０−
２，…、５０−ｎに入力する。各基本単位内のＳＨＧ素
子１７−１、１７−２、・・・、１７−ｎは所定の周波数
の搬送波のみを変換する。この構成の場合は、変換され
ない搬送波を後続の光回路に送る必要がないので、図９
に示すように、基本単位５０の導波路４０の出射側の端
面４６を斜め加工し、所定の波長領域の光を反射するフ
ィルタ４８等をこの端面４６上に設け、反射された光の
みを受光素子２９に入射することができる。このフィル
タ４８は誘電体多層膜を端面４６に直接形成するか、ま
たは別途準備し、貼り付けてもよい。ＳＨＧ素子により
波長変換された搬送波の波長は変換されない搬送波の波
長とは大きく異なるため、フィルタ４８に要求される仕
様は厳しくなくてよいという利点がある。また、分岐導
波路の挿入損失は発生するが、基本単位５０への入射光
強度は一様になり、縦続した場合のように基本単位数が
増加するとともに損失が増大してくるという問題がない
のも有利な点である。
【００４１】本発明による上記システムを構成するに
は、各搬送波の周波数に対してだけ位相整合するように
調整されたＳＨＧ素子が必要となる。ＳＨＧ素子として
は、ＳｉＯ2の光導波路に周期的な屈折率変化を導入し
た疑似位相整合（Quasi-Phase Matching、ＱＰＭ）素子
を用いることができる。ＧｅＯ2を含有したＳｉＯ2にＰ
をドープしたコアを有する光ファイバにおけるＱＰＭの
条件についてはJ.ModernOptics, 37巻、3号、p.327、(1
990)などに開示されている。同様なコア層を有する導波
路においてもこのＱＰＭ素子は形成できる。本発明で
は、コア層３６のＰを添加した部分（長さＬ）に、以下
に示す所定の周期の屈折率変化を形成する。
は、各搬送波の周波数に対してだけ位相整合するように
調整されたＳＨＧ素子が必要となる。ＳＨＧ素子として
は、ＳｉＯ2の光導波路に周期的な屈折率変化を導入し
た疑似位相整合（Quasi-Phase Matching、ＱＰＭ）素子
を用いることができる。ＧｅＯ2を含有したＳｉＯ2にＰ
をドープしたコアを有する光ファイバにおけるＱＰＭの
条件についてはJ.ModernOptics, 37巻、3号、p.327、(1
990)などに開示されている。同様なコア層を有する導波
路においてもこのＱＰＭ素子は形成できる。本発明で
は、コア層３６のＰを添加した部分（長さＬ）に、以下
に示す所定の周期の屈折率変化を形成する。
【００４２】周波数ν1を２倍に変換する場合には、周
期Λ１はつぎのように決定される。周波数ν1、および
２ν1の光に対する導波路の伝搬定数をβ1(ν)、β1(2
ν)とすると、位相整合条件は、 ２β1(ν)＋Ｋ1＝β1(2ν) となる。ここで、Ｋ1＝２π／Λ１である。伝搬定数を
実効屈折率Ｎ1(ν)、Ｎ1(2ν)を使って書き表せば、上
式は、 Λ１＝（λ1／２）／（Ｎ1(2ν)−Ｎ1(ν)） となる。ただしλ1はν1に対応する波長である（λ1＝
ｃ／ν1、ｃは光速）。
期Λ１はつぎのように決定される。周波数ν1、および
２ν1の光に対する導波路の伝搬定数をβ1(ν)、β1(2
ν)とすると、位相整合条件は、 ２β1(ν)＋Ｋ1＝β1(2ν) となる。ここで、Ｋ1＝２π／Λ１である。伝搬定数を
実効屈折率Ｎ1(ν)、Ｎ1(2ν)を使って書き表せば、上
式は、 Λ１＝（λ1／２）／（Ｎ1(2ν)−Ｎ1(ν)） となる。ただしλ1はν1に対応する波長である（λ1＝
ｃ／ν1、ｃは光速）。
【００４３】周波数ν2（波長λ2）の隣接チャンネルで
も同様な関係が成り立ち、分極反転の周期Λ２が決定さ
れる。いま、両チャンネルの波長間隔をΔλ（＝λ2−
λ1）、実効屈折率の変化分をそれぞれΔＮ12(ν)，Δ
Ｎ12(2ν)とすると上式は、 Λ２＝〔（λ１＋Δλ）／２〕／〔（Ｎ1(2ν)−Ｎ
1(ν)）＋（ΔＮ12(2ν)−ΔＮ12(ν)）〕 となる。コア層の屈折率は波長分散があるため、１５５
０ｎｍと７８０ｎｍの波長帯では屈折率の絶対値も異な
るが、波長に対する変化率も異なる。Δλ（＝０．４ｎ
ｍ）はλ１（＝１５５０ｎｍ）に比して無視できるほど
小さいが、（ΔＮ 12(2ν)−ΔＮ12(ν)）は（Ｎ1(2ν)
−Ｎ1(ν)）に比して無視できない。すなわち、Δλ程
度の波長変化に対してもΛ１≠Λ２である。
も同様な関係が成り立ち、分極反転の周期Λ２が決定さ
れる。いま、両チャンネルの波長間隔をΔλ（＝λ2−
λ1）、実効屈折率の変化分をそれぞれΔＮ12(ν)，Δ
Ｎ12(2ν)とすると上式は、 Λ２＝〔（λ１＋Δλ）／２〕／〔（Ｎ1(2ν)−Ｎ
1(ν)）＋（ΔＮ12(2ν)−ΔＮ12(ν)）〕 となる。コア層の屈折率は波長分散があるため、１５５
０ｎｍと７８０ｎｍの波長帯では屈折率の絶対値も異な
るが、波長に対する変化率も異なる。Δλ（＝０．４ｎ
ｍ）はλ１（＝１５５０ｎｍ）に比して無視できるほど
小さいが、（ΔＮ 12(2ν)−ΔＮ12(ν)）は（Ｎ1(2ν)
−Ｎ1(ν)）に比して無視できない。すなわち、Δλ程
度の波長変化に対してもΛ１≠Λ２である。
【００４４】したがって周波数ν１のチャンネル用に設
計されたＳＨＧ素子は隣接チャンネルの周波数に対して
は第２高調波の発生効率が極めて低くなる。ＳＨＧ出力
が最大値の１／２になる波長幅は周期構造領域の長さＬ
に依存するが、この長さＬが５ｃｍ程度であれば、波長
幅は０．２ｎｍ以下となり、チャンネル間隔０．４ｎｍ
の場合には充分使用できる。周波数ν１〜νｎに対して
構造周期Λ１〜ΛｎのＱＰＭ素子を用意すれば図１のよ
うな光通信システムを構成することができる。
計されたＳＨＧ素子は隣接チャンネルの周波数に対して
は第２高調波の発生効率が極めて低くなる。ＳＨＧ出力
が最大値の１／２になる波長幅は周期構造領域の長さＬ
に依存するが、この長さＬが５ｃｍ程度であれば、波長
幅は０．２ｎｍ以下となり、チャンネル間隔０．４ｎｍ
の場合には充分使用できる。周波数ν１〜νｎに対して
構造周期Λ１〜ΛｎのＱＰＭ素子を用意すれば図１のよ
うな光通信システムを構成することができる。
【００４５】ＱＰＭ素子としては従来、ＬｉＮｂＯ3等
の結晶基板に形成した光導波路中に一定周期のドメイン
反転構造を導入したものが知られている。あるいは有機
材料に周期構造を導入することによっても形成できる。
この場合は、ＳｉＯ2導波路の一部を取り除き、そこに
このようなＱＰＭ素子を挿入、固定することによって同
様な機能を有する光回路が構成できる。
の結晶基板に形成した光導波路中に一定周期のドメイン
反転構造を導入したものが知られている。あるいは有機
材料に周期構造を導入することによっても形成できる。
この場合は、ＳｉＯ2導波路の一部を取り除き、そこに
このようなＱＰＭ素子を挿入、固定することによって同
様な機能を有する光回路が構成できる。
【００４６】以上の実施形態では第２高調波発生を利用
するＳＨＧ素子の例を示したが、より高次の高調波を利
用してもよい。例えば３次の非線形光学特性を発現する
有機分子を高分子材料中あるいはゾルゲル材料中に分散
させ、これをシリコン基板上に塗布することにより第３
高調波発生（ＴＨＧ）素子を形成できる。このＴＨＧ素
子により、伝搬光の周波数を３倍に変換して、受光する
ことにより、上記のＳＨＧ素子の場合と同様な効果を得
ることができる。第３高調波の方が、第２高調波より波
長変換量が大きいので、効果はより顕著である。
するＳＨＧ素子の例を示したが、より高次の高調波を利
用してもよい。例えば３次の非線形光学特性を発現する
有機分子を高分子材料中あるいはゾルゲル材料中に分散
させ、これをシリコン基板上に塗布することにより第３
高調波発生（ＴＨＧ）素子を形成できる。このＴＨＧ素
子により、伝搬光の周波数を３倍に変換して、受光する
ことにより、上記のＳＨＧ素子の場合と同様な効果を得
ることができる。第３高調波の方が、第２高調波より波
長変換量が大きいので、効果はより顕著である。
【００４７】
【発明の効果】本発明は、波長多重光を構成する個々の
搬送波の波長に位相整合した第Ｎ高調波発生素子を用
い、波長変換された光信号を受光素子により電気信号に
変換するため、同一基板上に第Ｎ高調波発生素子と受光
素子とを集積した光回路が実現できる。
搬送波の波長に位相整合した第Ｎ高調波発生素子を用
い、波長変換された光信号を受光素子により電気信号に
変換するため、同一基板上に第Ｎ高調波発生素子と受光
素子とを集積した光回路が実現できる。
【図１】本発明の光回路が適用される光通信システムの
基本構成を示す概略図である。
基本構成を示す概略図である。
【図２】２つの搬送波（ａ）およびその変調された搬送
波（ｂ）の周波数スペクトルを示す図である。
波（ｂ）の周波数スペクトルを示す図である。
【図３】波長変換前後の２つの変調された搬送波の周波
数スペクトルを示す図である。
数スペクトルを示す図である。
【図４】本発明の光回路を光通信システムに適用した実
施例を示す概略図である。
施例を示す概略図である。
【図５】基板上に集積された光回路とその基本単位の断
面図である。
面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ´位置における断面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ´位置における断面図である。
【図８】本発明の光回路を光通信システムに適用した他
の実施例を示す概略図である。
の実施例を示す概略図である。
【図９】本発明の光回路の基本単位の他の実施例を示す
断面図である。
断面図である。
１、１１ 半導体レーザ
２、１２ 光変調器
３、１３ 波長合波器
４、１４ 光ファイバ
５，６、１５，１６ 光ファイバ増幅器
７、１７、２７ ＳＨＧ素子
８、１８．２８ 波長分波器
９、１９ 光検出器
２０、４０ 光導波路
２５ 光分岐回路
２９ 受光素子
３０ Ｓｉ基板
３４、３８ クラッド層
３６ コア層
４８ フィルタ
５０ 光回路の基本単位
１００ 光回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０４Ｊ 14/00 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｅ
14/02
(72)発明者 中村 浩一郎
大阪府大阪市中央区北浜４丁目７番28号
日本板硝子株式会社内
(72)発明者 チャンドラセカール・ロイシャドリ
アメリカ合衆国、コネチカット州、ストー
ルス、フィールドストーン・ドライブ、７
(72)発明者 ウラジミル・セリコフ
アメリカ合衆国、カリフォルニア州、ボニ
ータ、パセオ・デ・ラ・ビスタ、4035
Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA12 BA23 BA24 BA32
DA02 DA03 DA04
2H047 LA12 LA14 LA18 PA02 PA05
PA21 PA24 QA02 QA04 QA05
2K002 AA02 AB12 BA03 EA07 FA27
HA20
5F049 MA02 MB03 NA20 NB01 PA09
PA10 RA10 SS03 SZ16 TA12
TA14
5K102 AA01 AA15 AD01 KA12 KA42
KA45 PB01 PB12 PC05 PH00
PH47 PH48 RB04
Claims (9)
- 【請求項１】 第Ｎ高調波発生素子（Ｎは２以上の整
数）と、光放射手段を具備した光導波路と、受光素子
と、を順に光が伝搬結合するように同一基板上に形成し
たことを特徴とする光回路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光回路を複数互いに直
列接続したことを特徴とする光回路。 - 【請求項３】 請求項１に記載の光回路を、分岐導波路
の出射端に複数縦続したことを特徴とする光回路。 - 【請求項４】 前記基板がＳｉであり、光導波路がＳｉ
Ｏ2、有機材料またはゾルゲル材料のいずれか、もしく
はこれらを複合した材料を主成分とする材料であること
を特徴とする請求項１、２または３に記載の光回路。 - 【請求項５】 前記第Ｎ高調波発生素子が第２高調波発
生素子（Ｎ＝２）であり、該素子はＳｉ基板上に形成し
たＳｉＯ2光導波路に周期的屈折率変化構造を導入して
なることを特徴とする請求項１、２または３に記載の光
回路。 - 【請求項６】 前記第Ｎ高調波発生素子が第３高調波発
生素子（Ｎ＝３）であり、該素子はＳｉ基板上に形成し
た有機材料またはゾルゲル材料、もしくはこれらを複合
した材料からなる光導波路であることを特徴とする請求
項１、２または３に記載の光回路。 - 【請求項７】 前記受光素子がＳｉ基板上に形成したｐ
ｎ接合からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれ
か一項に記載の光回路。 - 【請求項８】 前記光放射手段が光導波路表面に形成し
た回折格子であることを特徴とする請求項１〜７のいず
れか一項に記載の光回路。 - 【請求項９】 前記光放射手段が、光導波路における導
波光の内、所定範囲の波長を前記受光素子の方向に反射
するように、光の導波方向に対し傾斜して配置した反射
型フィルタであることを特徴とする請求項１〜７のいず
れか一項に記載の光回路。
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