JP2003521723A - 長円形共振装置 - Google Patents

長円形共振装置

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JP2003521723A JP2000620397A JP2000620397A JP2003521723A JP 2003521723 A JP2003521723 A JP 2003521723A JP 2000620397 A JP2000620397 A JP 2000620397A JP 2000620397 A JP2000620397 A JP 2000620397A JP 2003521723 A JP2003521723 A JP 2003521723A
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Abstract

(57)【要約】 外部供給源からの信号を結合させるための直線部分を備えている長円形共振器（２０）を有している長円形共振装置（１０）が提示されている。長円形共振器（２０）の直線部分は結合信号における位相の不整合を最小限に抑える。長円形共振装置（１０）は、フィルタ、スイッチ、整調可能なフィルタ、位相変調器、１×Nマルチプレクサ／デマルチプレクサなどを例とする多様な装置の態様で使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の分野） 本発明はナノフォトニックデバイスに関するものであり、特に、光学共振装置
に関連する。
【０００２】 （発明の背景） 円形共振器を一例として含む、光学楕円形共振器は先行技術で公知である。例
えば、1999年７月20日に本願発明者に発行された「半導体マイクロ共振装置（Se
miconductor Micro-Resonator Device）」という名称の米国特許第5,926,496号
は、円盤形状、輪環リング形状、または、円直径の外郭線に部分的に追従してい
る歪んだ円盤形状または歪んだリング形状を備えたマイクロ共振装置を開示して
いる。この装置は、共振器と共振状態にある光信号を光伝達させる際には極めて
有効であるが、楕円形共振器を使用すれば、これと隣接する入出力導波路を移動
する光との位相の不整合を生じる。特に、図１を参照してゆくが、この図は米国
特許第5,926,496号の図８から採択されたものである。図１に例示されているよ
うに、共振器１０５２と共振状態にある導波路１０５０を伝播している光は、導
波路１０５０の光路長Δｓ2に亘って、共振器１０５２の光路長Δｓ1と結合され
る。角度θに亘って、結合された光は光路長の差（Δｓ2−Δｓ1）のせいで異相
になることがある。米国特許第5,926,496号は位相の不整合をπ／２に制限する
処理に関連している。この目的を達成するために、結合長が共振器周長の約１０
分の１を超過するべきではないことが示されている。容易に認識されることであ
るが、同様の位相の不整合の問題が非円形の楕円形共振装置にも存在しており、
この場合、真直ぐな導波路が楕円形共振装置に存在している。
【０００３】 更に、空隙の寸法（共振器と入出力導波路との間の距離）は一般に、楕円形共
振装置については非常に小さい。この小さい寸法により、容認できる結合効率（
入力側から共振器に結合された光パワーと共振器から出力側に結合された光パワ
ーのパーセンテージ）が達成されることが確実となる。例えば、米国特許第5,92
6,496号から採択された図１Aに示されているように、有効結合長を1.0μmとした
場合、共振器１０５２と真直ぐな導波路１０５０Bとの間には0.1μmの具体的な
空隙幅ｇｗの在ることが開示されている。結合長は、共振器と結合状態の真直ぐ
な導波路との間の短い相互作用距離のせいで比較的短い。容易に認識されること
だが、相互作用距離は、円形共振器が使用されている場合には、最小限に維持さ
れる。 従って、当該技術では、先行技術の上述の欠点を克服する光学装置が必要とな
っている。
【０００４】 （発明の概要） 長円形共振器、入力導波路、および、出力導波路を備えている光学共振装置に
より、上述の目的は適えられる。長円形共振器は入力導波路から出力導波路まで
信号を伝送するよう作動する。本件で使用されているとおり、「長円形」という
語は２つの弧状端部と、それらの間に延在する２辺とから成る連続形態について
言及している。長円形共振器の真直ぐな２辺は略平行であるのが好ましい。 入力導波路と出力導波路とは、各々がそれぞれに入力ポート、出力ポート、お
よび、長円形共振器の真直ぐな２辺からそれぞれに間隔を設けられて、その２辺
との間に空隙を画定している部分を備えてる。後述するように、この装置は多様
な応用例で使用することができる。
【０００５】 本発明の共振器の長円形の形状は、先行技術において見られた位相の不整合の
問題を克服している。特に、入力導波路と出力導波路はそれぞれの一部が共振器
の真直ぐな２辺に実質的に平行に整列した状態となり、導波路と共振器との間の
細長い一定幅の入力側空隙と出力側空隙を画定するようになるのが好ましい。そ
れぞれの空隙の細長い延びと一定幅とがより長い結合長を画定しており、この部
分を横断して信号が結合できる。（結合長とは、結合が発生する光路の長さのこ
とである。）上述の円形共振装置のような先行技術の楕円形共振装置では、結合
長は、光路長の差のせいで決定するのが困難である。楕円形共振器の真直ぐな２
辺については、共振器におけるのと同様に、入力導波路と出力導波路とで同一の
長さの光路が画定される。その結果、結合長が一層明確に画定されるのみならず
、共振装置の効率も増大される。 楕円形共振装置は後述する寸法パラメータの範囲内で形成されるのが好ましく
、すなわち、入力導波路と共振器の間の空隙および出力導波路と共振器の間の空
隙は、それぞれに、0.5μmよりも短い幅を有し、共振器と入力導波路と出力導波
路では1.0μmよりも短い幅が規定されるのが好ましく、10.0μmよりも短い結合
長が利用されるのが好ましく、導波路のコアと楕円形共振器の屈折率の、空隙内
の媒体の屈折率に対する比が1.5よりも高いのが好ましい。
【０００６】 特定のパラメータを利用した場合、楕円形共振装置は約0.01から0.1の結合係
数で作動するのが好ましい。結合係数は、共振装置とこれに隣接する導波路との
間で伝送される信号の光パワーのパーセンテージを10進法表示したものである。
入力導波路に在って、その波長が共振器と共振状態にある信号の部分は共振器を
経由して出力導波路に伝播するが、入力導波路に在って、その波長が共振器と非
共振状態にある信号の部分は共振器を迂回して、入力導波路から出る。従って、
楕円形共振器は、信号の残余の部分から共振波長を分離させる波長フィルタの役
割を果たす。共振器の往復長が導波路媒体における光波長の整数倍に等しければ
、共振条件は満たされる。 結合係数は、空隙幅、結合長、導波路幅、屈折率、伝送されている光の偏光、
光の波長などを含む複数の要因で決まる。本願発明を利用した場合、空隙幅は、
先行技術の円形線共振装置について開示されている空隙幅よりも広く設けること
ができるが、この場合、より長い結合長を利用して、円形線共振装置と同じ結合
係数を達成している。空隙幅の増大は結合係数の下落を引き起こし、その際に、
結合長の増大は結合係数の上昇を引き起こす。本願発明については、結合長を増
大させることにより結合係数の上昇が達成され、これは少なくとも、空隙幅の増
大により生じた結合係数の下落と同一量である。正味の効果は、性能を犠牲にせ
ずとも、先行技術の空隙よりも制約の緩い空隙幅のおかげで製造が一層容易にな
った共振装置を製造する点である。更に、結合長は共振装置を容易に変動させる
ことができるが、これは、２辺の部分の長さを必要に応じて増大させて、弧状端
部を変化させなくても所望の結合係数を達成することができるからである。この
態様で、概ね同一の全幅を備えた（２つの真直ぐな部分の間で測定されるような
）長円形共振器が異なる結合係数で作動することが可能となる。これと比べて、
円形線共振器を一例として含む、先行技術の楕円形共振器は、実現するのが難し
い結合係数の変動を達成するのに、曲率、空隙、幅などの変化を必要とする。
【０００７】 長円形共振器は長円形状を画定するように形成された単一の途切れのない導波
路により画定されるのが好ましい。長円形共振装置では左右対称が達成されてい
るのが好ましい。特に、入力導波路、出力導波路、共振器の導波路要素は、光信
号の効率良い伝送を可能にするように、材料や寸法の点で同一構成にされるか、
実質的に同一構成にされるのが好ましい。導波路および導波路要素は、米国特許
第5,878,070号に開示されたもののような光子ワイヤ導波路か、米国特許第5,790
,583号に開示されたもののような光子ウエル導波路のいずれであってもよい。本
願発明については、光子ウエル導波路を使用するのが好ましい。光子ワイヤ導波
路が使用される場合は、導波路と導波路要素は、同一幅であることに加えて同一
高さであるコアが使用されて、光信号の効率的な伝送を可能にするのが好ましい
。更に、コアの高さと幅についての寸法が米国特許第5,790,583号および第5,878
,070号の記載と均等であることが好ましく、これら両特許はそれぞれの全内容が
出典を明示して本願の一部となっている。 長円形共振装置を使用して多様な装置を構成することが可能であり、それらの
一例として、チャネル降下フィルタ、スイッチ、同調可能フィルタ、位相変調器
、１×Nマルチプレクサ／デマルチプレクサなどが挙げられるが、これらに限定
される訳ではない。更に、多数の長円形共振器が並列または直列のいずれかでア
レイ状に配列されて、出力信号の周波数スペクトルを操作することができるよう
にしている。
【０００８】 従って、本発明は、本願に開示内容で具体化される部分の構造の特徴、各要素
の組み合わせ、各部の構成を含み、本発明の範囲は特許請求の範囲の請求項に示
されている。 図面では共通縮尺率を使用しておらず、各図は単なる例示にすぎないが、同一
参照番号は多数の図にわたって類似要素を示している。
【０００９】 （好適な実施形態の詳細な説明） 図２を参照すると、長円形共振装置が描写されており、全般で参照番号１０と
指定されている。装置１０は長円形共振器２０、入力導波路３０、出力導波路４
０を備えている。 長円形共振器２０は単一の途切れの無い導波路要素２２により画定されるのが
好ましい。要素２２は2つの概ね真直ぐな部分、すなわち、第１の直線部分２４
および第２の直線部分２６を備えている。また、２つの弧状端部２８が２つの直
線部分２４、２６の間に延在しているとともに、両者を接続している。長円形共
振器２０は左右対称の外観を有しており、直線部分２４、２６は実質的に平行で
あり、かつ、概ね同一の長さLを有しているのが好ましい。また、弧状端部２８
は同一程度の曲率で形成されているのが好ましい。例えば、弧状端部２８はそれ
ぞれ、各々がCを中心として規定され、半径Rの分だけ形成されていてもよい。中
心Cは、弧状端部２８が各々、半円形の形状となるように、直線部分２４、２６
の両端と直線上に並ぶのが好ましい。
【００１０】 入力導波路３０は入力ポート３２、出力ポート３４、両ポートの間に延在して
いる信号伝達部３６を有している。信号伝達部３６の長さ３８は第１の直線部分
２４の近接して配置され、両者の間に幅ｇ１の空隙Aを画定している。長さ３８
は直線部分２４に実質的に平行で、第１の直線部分２４の全長Lに沿って実質的
に一定の空隙幅ｇ１を画定するのが好ましい。 出力導波路４０は入力ポート４２、出力ポート４４、両ポートの間に延在して
いる信号伝達部４６を有している。信号伝達部４６の長さ４８は第２の直線部分
２６に近接して配置され、両者の間に幅ｇ２の空隙Bを画定している。長さ４８
は第２の直線部分２６に実質的に平行で、第２の直線部分２６の全長に沿って実
質的に一定の空隙幅ｇ２を画定しているのが好ましい。幅ｇ１は幅ｇ２と等しい
のが更に好ましい。
【００１１】 長円形共振器２０が所定の共振周波数に同調された状態では、長円形共振器２
０と共振状態にある入力導波路３０の入力ポート３２から出力ポート３４に向け
て移動する信号の一部は構造的に長円形共振器２０に干渉し、該共振装置を共振
させて、該共振装置を通過して出力導波路４０に至るが、長円形共振器２０と非
共振状態にある信号の部分は引き続き出力ポート４に移動し、反射信号として発
信される。共振状態の信号は出力導波路４０に伝播する。長円形共振器２０の形
状のせいで、共振状態の信号は、矢印により示されているように、入力導波路３
０内を移動している信号とは反対方向に出力導波路４０に入る。特に、共振状態
の信号は出力導波路４０に入って、出力ポート４４に向かう方向へ移動して、透
過信号としてそこから発信される。出力導波路４０において共振状態の信号を入
力導波路２０におけるのと同一方向に向かわせるために、出力導波路４０は図４
に例示されたように彎曲して、180°の弧が好ましいが、弧状の屈曲部５０を有
するようにしてもよい。本願中の「入力」と「出力」についての言及は便宜上の
ものにすぎず、本願開示内容と矛盾しない方向であればいかなる方向に信号が導
波路を通過する状態でも、長円形共振装置１０を使用することが可能であるもの
と理解するべきである。
【００１２】 長円形共振装置１０においては、対称性が達成されるのが好ましい。特に、入
力導波路２０、出力導波路３０、長円形共振器２０の導波路要素２２は、光信号
の効率的な伝送を可能にするように、材料や寸法などについて同一構成にされる
か、または、実質的に同一構成にされるのが好ましい。導波路２０、導波路３０
、および、導波路要素２２は、基板５２から延在する光子ワイヤ導波路または光
子ウエル導波路のいずれであってもよい。先行技術で公知のエッチング技術は、
導波路２０、導波路３０、および、導波路要素２２を形成するために使用するこ
とができる。本願発明については光子ウエル導波路を使用するのが好ましい。 図３は、導波路要素２２と一緒に、入力導波路３０の代表的断面を描写してい
る。出力導波路４０は、図示されたものと同一断面を有しているのが好ましい。
代表例として例示されているように、コア５４はクラッド材５６により包囲され
た状態で設けられている。コア５４は活性の光搬送媒体であり、導波路３０、導
波路４０、導波路要素２２の各々のコア５４は幅ｗで形成されているのが好まし
い。光子ワイヤ導波路を使用した場合は、コア５４の各々については同一幅ｗに
加えて同一高さｈが採用されて、光信号の効率的な伝達を可能にするのが好まし
い。更に、コア５４の寸法、高さｈと幅ｗは等しいのが好ましい。
【００１３】 図５および図６は、図４に示されたような長円形共振装置１０の性能特性を描
写している。図５は入力導波路３０の出力ポート３４から発信される反射信号の
強度を示すグラフであり、図６は出力導波路４０の出力ポート４４から発信され
る透過信号の用度を示すグラフである。図５のグラフについての最低値はそれぞ
れに、約1522.5 nmの波長と1542.5 nmの波長とに対応している。当然の帰結とし
て、図６のグラフについての最高値もそれぞれ、1522.5 nmと1542.5 nmとに対応
している。両グラフは、約1542.5 nmで共振しているスペクトルと、この波長の
信号の部分が入力導波路３０から出力導波路４０へ伝播されている状態とを表現
している。共振しない信号の部分は長円形共振器２０を迂回し、入力導波路３０
の出力ポート３４から透過信号として発信される。長円形共振器２０が共振する
ように設定されている波長は、互いに異なる電圧を共振装置に印加するなどの、
当業者に公知の技術を利用して調節することができる。
【００１４】設計パラメータ 長円形共振装置１０は或るパラメータの範囲内で形成されるのが好ましい。第
１に、幅ｇ１および幅ｇ２は0.5μmよりも短いのが好ましい。特に、幅ｇ１およ
び幅ｇ２は下記の等式の関係と矛盾しないように選択されるのが好ましい。
【数１】 この場合、λは真空中の信号の波長であり、ｎwgは導波路のコアの内部の屈折率
であり、ｎgはそれぞれの空隙に配置された媒体の屈折率である。 第２に、導波路３０、導波路４０、および、導波路要素２２は各々が0.5μmよ
り短い幅ｗで形成されているのが好ましい。好ましい幅ｗは、導波路３０、導波
路４０、導波路要素２２が単一モード要件を満たすことができるようにする（す
なわち、それぞれの導波路／導波路要素が１つの基本的な直交電界（TE）モード
と１つの基本的な直交磁界（TM）モードだけをサポートしている状態をいう）。 第３に、直線部分２４、２６の両方の長さLは10μmよりも短いのが好ましい。
【００１５】 第４に、導波路ｎwgのコア内部の屈折率のそれぞれの空隙ｎg内部の媒体の屈
折率に対する比は、1.5よりも大きいのが好ましい。
【数２】 第５に、往復移動損を考慮するべきである。特定のパラメータを利用する場合
、長円形共振装置１０は約0.01から0.1の結合係数で作動するのが好ましい。結
合係数は空隙幅（ｇ１、ｇ２）と、結合長（L)と、屈折率（ｎwg、ｎg）と、伝
達されている光の偏光と、光の波長（λ）との関数である。好ましい範囲内で、
空隙幅ｇ１およびｇ２は先行技術の楕円形線共振装置および円形線共振装置につ
いて開示されているものよりも大きくすることができる。空隙幅の増大のせいで
ある結合係数の損失を補償するために、円形線共振装置と少なくとも同一の結合
係数を達成するように、結合長Lが増大される。
【００１６】 全ての閉ループ装置と同様に、長円形共振装置１０は「往復移動損」に影響さ
れ易く、信号の或る部分が長円形共振器２０の横断時に損失される。長円形共振
装置１０の結合係数が往復移動損よりも大きいのが好ましく、往復移動損よりも
数倍大きいのが更に好ましい。具体的な実施形態では、0.03（すなわち、３％）
の往復移動損が生じた場合は、結合係数は0.13（すなわち、13％）となることが
あり、すなわち、往復移動損の４倍を超過して大きくなることがある。この態様
で、往復移動損の好ましくない効果は最小限に維持される。明らかに、0.13の結
合係数は0.01から0.1の好ましい範囲を超過している。最小限の往復移動損が存
在している場合には、0.01から0.1の範囲が一層応用可能となる。
【００１７】 長円形共振装置１０の設計について考慮に入れられねばならない第６の設計パ
ラメータは、共振波長と自由スペクトル範囲（FSR）である。共振波長は均一な
間隔をおいて周期的に発生する。共振波長（λm）は下記の等式によって与えら
れるが、等式内のｍは整数である。
【数３】 項ｍは共振の位数として判っており、ｎeffLは共振器の光路長である。連続す
る共振の間隔は自由スペクトル範囲（FSR）として周知である。このため、共振
器が小型であるほど、FSRが大きくなることが分かる。 好都合なことに、長円形共振装置１０は多様な装置と多様な構成で使用するこ
とができる。共振器の共振波長は、共振器の光路長により決まるが、共振器の有
効指数を変えることにより、同調され、或いは、変調され得る。これは、導波路
を備えた半導体材料の電気光学効果を利用して達成され得るが、これにより、電
界（または電圧）が共振器に直接印加され、その内部の材料の屈折率を修正する
。例えば、図４はチャネル降下フィルタまたは波長スイッチを描画している。チ
ャネル降下フィルタとしては、この装置は、共振器の共振波長に対応している入
力信号から特定波長（すなわちチャネル）を単に降下させるにすぎない。波長ス
イッチとしては、この装置は、切替えられるべき特定波長について共振状態と非
共振状態の間でチューニングされている整調可能なフィルタとして作動される。
【００１８】 更に、装置１０は、図７に例示された１×４マルチプレクサ／デマルチプレク
サ装置１０のような１×Nマルチプレクサ／デマルチプレクサ装置の態様で使用
することができる。本願では、共通の入力導波路１３０に沿って４つの長円形共
振器１２０A、１２０B、１２０C、１２０Dが配置されているが、この装置と関連
していくつの長円形共振器を使用してもかまわない。長円形共振器１２０Aから
１２０Dは各々が互いに異なる周波数で共振するように同調されて、入力導波路
１３０を通って移動している信号の互いに異なる部分は、多様な長円形共振器１
２０Aから１２０Dによって互いに共振状態にされ、それぞれの出力導波路１４０
Aから１４０Dに沿って伝播され、それにより、信号をデマルチプレクス処理する
。装置１００はまた、出力導波路１４０Aから１４０Dを通って移動している信号
を多重化するように「逆向き」に使用し、複合信号が入力導波路１３０で生成さ
れるようにすることができる。 更に、装置１０は図８および図９に例示された各配列のような縦続アレイで使
用されて、所望の周波数スペクトルを得ることができる。多くの応用例で、フィ
ルタのスペクトル特性は反応のピーク点で平坦な最高点形状を表出し、図６で例
示されているような温度変動または供給源の波長の変動により生じる供給源の波
長のドリフトを適応させている。所望の結果の１つの実現例が互いに連結された
同一共振器の並列アレイとして図８に描写されている。個々の共振器の間の結合
係数、および、個々の共振器とこれらと互いに平行な真直ぐな導波路との間の結
合係数を賢く選択することにより、任意の特性を備えたフィルタを実現すること
ができる。最も簡単な事例では、これらの結合係数が同一であると仮定すること
もできる。この事例では、フィルタの全ての振舞いにより、個々の共振器の共振
波長が共振器の数に等しい回数の共振に分割された状態になる。個々の共振の間
隔は個々の共振器の間の結合係数の強度によって決まる（結合が強力であるほど
、個々の共振の間の間隔も大きくなる）。それゆえに、結合係数を賢く選択する
ことにより、多数の共振が本質的に一緒に融合して平坦な最高点を呈する１回の
共振を形成するのに十分なだけ個々の共振を近接するように移相できるようにす
るのが有利である。
【００１９】 図８は、複数の長円形共振器２２０A、２２０B、２２０Cが入力導波路２３０
と出力導波路２４０の間で互いに結合された、並列アレイ２００を詳細に描写し
ている。３つの長円形共振器２２０A、２２０B、２２０Cが限定していない具体
例として図８に示されており、幾つの個数の共振器を使用してもかまわない。長
円形共振器２２０Aは入力導波路２３０と長円形共振器２２０Bとに結合されてお
り、長円形共振器２２０Cは出力導波路２４０と長円形共振器２２０Bとに結合さ
れている。そうして、この構成の結果として、１つの共振波長の付近に中心を置
く出力導波路２４０に伝達される出力信号に周波数応答が生じる。 フィルタ応答の別な望ましい特性は、応答の側におけるロールオフが十分に迅
速で、１つのチャネルと残りの全てのチャネルとの間のクロストークを最小．限
にすることである（図６に描出されているように）。１つの共振器は、比較的ゆ
っくりしたロールオフを有しているローレンツィアン反応を有している１次ファ
ブリ−ペローフィルタであるのが効果的である。ロールオフを向上させるために
、本質的に、多数の同一共振器を直列に縦続配列し、定義上はより高速のロール
オフを有する高次フィルタを実現することができる。共振器がそれぞれの周波数
周波数を厳密に位置調整されることが不可欠であり、そうでなければ、出力信号
がより広い周波数スペクトルを呈することになる。図９は複数の長円形共振器３
２０A、３２０B、３２０Cを備えた一連のアレイ３００を描写しており、これら
共振器は各々が入力導波路３３０と出力導波路３４０とに結合されているが、共
振器間では互いには結合されていない。また、幾つの個数の長円形共振器を使用
してもよい。その結果、本願発明に従って形成された１つの長円形共振器が生成
するサイドスロープ特性よりも「急峻な」サイドスロープ特性を備えたより広い
周波数スペクトルを有する出力信号が出力導波路３４０で生成される。
【００２０】 また別な応用例として、本願発明の長円形共振器は、図１０に例示されている
ように、１つの導波路と一緒に使用することができる。ここでは、全通過フィル
タ４００が図示されているが、このフィルタは位相変調器として使用することが
できる。全通過フィルタ４００は、長円形共振４１０が入力導波路４２０に隣接
して配置されている。長円形共振器４１０は、長円形共振器４１０と入力導波路
４２０の間の結合強さで決まる位相応答を示しながら、入力導波路４２０を通過
している全周波数の光を反射する。従って、このようなフィルタを通過する光は
振幅の変化は受けないが、位相の変化は受ける。この移相も、共振器に適用され
る電気光学効果を利用することで調整することが可能である。振幅変調を実現す
るために、この位相変調器はマッハ−ツェーンダー干渉計に組み入れることがで
きる。この位相変調器の利点は、共振器の共振効果が装置の光路長を効果的に増
大させるので、所与の移相（例えば、π）について必要となる変調電圧が非常に
小さくてもよいことである。代替例として、所与の変調電圧を得るのに、位相変
調器はもっと小型でも、πの移相を実施する能力がある。長円形共振器４１０に
電圧を印加し、その電圧を変動させることにより、光の位相を変動させることが
できる。本願発明の全通過フィルタ４００は、先行技術で形成された位相変調器
よりも遥かに小さい。
【００２１】 従って、本発明の基本的な新規特性を、その好ましい実施形態に適用されたも
のとして例示し、説明し、指摘してきたが、本発明の真髄から逸脱せずに、当業
者であれば開示された発明の態様と細部とを多様に削除し、代用し、変更するこ
とができることが分かる。それ故、本明細書に添付された特許請求の範囲によっ
て示される以外に如何なる限定をする意図もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 先行技術の円形線共振装置の頂面平面図である。
【図１Ａ】 真直ぐな導波路を備えた先行技術の円形線共振装置の頂面平面図である。
【図２】 本発明に従って形成された長円形共振装置の頂面平面図である。
【図３】 図２の線３−３に沿って破断された部分断面図である。
【図４】 本発明に従って形成されたチャネル降下フィルタ装置の頂面平面図である。
【図５】 図４に例示されたチャネル降下フィルタ装置の入力導波路（反射）の出力を示
すグラフである。
【図６】 図４に例示されたチャネル降下フィルタの出力導波路（透過）の出力を示すグ
ラフである。
【図７】 本発明に従って形成された１×４マルチプレクサ／デマルチプレクサ装置の頂
面平面図である。
【図８】 長円形共振装置の縦続アレイが並列に配列された装置の頂面平面図である。
【図９】 長円形共振装置の縦続アレイが直列に配列された装置の頂面平面図である。
【図１０】 本発明に従って形成された位相変調器装置の頂面平面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ， ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ， ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，Ｓ Ｅ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 チン ミー コイ アメリカ合衆国 イリノイ州 60091 ウ ィルメット エルムウッド アベニュー 3506 (72)発明者 ホ セン ティオン アメリカ合衆国 イリノイ州 60090 ウ ィーリング ピカーディー レーン 120 Ｆターム(参考） 2H047 KA11 KB03 LA18 MA00

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の波長の光を共振させる能力がある長円形共振器を備え
    、長円形共振器は２つの弧状端部と、それらの間に延在する概ね真直ぐな第１辺
    部および第２辺部とを有しており、 内部で光を伝播する入力導波路を更に備え、入力導波路は入力ポートと出力ポ
    ートを有し、入力導波路の一部は長円形共振器の第１辺部に隣接して配置されて
    おり、 内部で光を伝播する出力導波路を更に備え、出力導波路は出力ポートを有し、
    出力導波路の一部は長円形共振器の第２辺部に隣接して配置されており、長円形
    共振器とは非共振状態にある波長で入力導波路内を伝播している光は入力導波路
    の出力ポートから出力され、長円形共振器と共振状態にある波長で入力導波路内
    を伝播している光は長円形共振器に結合され、更に長円形共振器から出力導波路
    に結合され、出力導波路の出力ポートからの出力を得るようにした、共振装置。
  2. 【請求項２】 前記入力導波路は第１の空隙により前記第１辺部から分離さ
    れており、第１の空隙は０.５μmよりも短い、請求項１に記載の共振装置。
  3. 【請求項３】 前記出力導波路は第２の空隙により前記第２辺部から分離さ
    れており、第２の空隙は０.５μmよりも短い、請求項２に記載の共振装置。
  4. 【請求項４】 前記第１辺部は１０.０μmよりも短い長さを有している、請
    求項１に記載の共振装置。
  5. 【請求項５】 前記第２辺部は１０.０μmよりも短い長さを有している、請
    求項４に記載の共振装置。
  6. 【請求項６】 前記入力導波路は、前記長円形共振器の前記第１辺部に隣接
    して配置された部分の幅を画定しており、この幅は前記入力導波路の長軸線に対
    して横断方向に測定され、その幅が１.０μmよりも短い、請求項１に記載の共振
    装置。
  7. 【請求項７】 前記出力導波路は、前記長円形共振器の前記第２辺部に隣接
    して配置された部分の幅を画定しており、この幅は前記出力導波路の長軸線に対
    して横断方向に測定され、その幅が１.０μmよりも短い、請求項６に記載の共振
    装置。
  8. 【請求項８】 前記入力導波路は、光が中を通過して伝播する第１のコアを
    備えて形成されており、第１のコアは第１の内部屈折率を有しており、前記入力
    導波路は第１の空隙により前記第１辺部から分離されており、第１の媒体が第１
    の空隙に配置されており、第１の媒体は第１の外部屈折率を有しており、第１の
    内部屈折率の第１の外部屈折率に対する比は１.５よりも大きい、請求項１に記
    載の共振装置。
  9. 【請求項９】 前記出力導波路は、光が中を通過して伝播する第２のコアを
    備えて形成されており、第２のコアは第２の内部屈折率を有しており、前記出力
    導波路は第２の空隙により前記第２辺部から分離されており、第２の媒体が第２
    の空隙に配置されており、第２の媒体は第２の外部屈折率を有しており、第２の
    内部屈折率の第２の外部屈折率に対する比は１.５よりも大きい、請求項８に記
    載の共振装置。
  10. 【請求項１０】 前記第１辺部と前記第２辺部は実質的に互いに平行である
    、請求項１に記載の共振装置。
  11. 【請求項１１】 前記第１の導波路の、前記長円形共振器の前記第１辺部に
    隣接して配置された前記部分は、実質的に第１辺部に平行である、請求項１に記
    載の共振装置。
  12. 【請求項１２】 前記第２の導波路の、前記長円形共振器の前記第２辺部に
    隣接して配置された前記部分は、実質的に第２辺部に平行である、請求項１１に
    記載の共振装置。
  13. 【請求項１３】 前記長円形共振器は１つの途切れの無い導波路要素から構
    成されている、請求項１に記載の共振装置。
  14. 【請求項１４】 前記導波路要素は１.０μmよりも短い幅を有している、請
    求項１３に記載の共振装置。
  15. 【請求項１５】 前記入力導波路と前記長円形共振器の間の結合係数は、０
    .０１から０.１の範囲にある、請求項１に記載の共振装置。
  16. 【請求項１６】 前記入力導波路と前記長円形共振器の間の結合係数は、長
    円形共振器で受ける往復移動損よりも数倍大きい、請求項１に記載の共振装置。
  17. 【請求項１７】 前記入力導波路と前記出力導波路の間には、複数の欄形成
    共振器が配置されている、請求項１に記載の共振装置。
  18. 【請求項１８】 前記長円形共振器の各々は、少なくとも１つの別な長円形
    共振器に接続されている、請求項１７に記載の共振装置。
  19. 【請求項１９】 前記長円形共振器の各々は、前記入力導波路と前記出力導
    波路の両方に接続されている、請求項１７に記載の共振装置。
  20. 【請求項２０】 所定の波長の光を共振させる長円形共振器であって、長円
    形共振器は２つの弧状端部と、両弧状端部の間に延在している概ね真直ぐな第１
    辺部および第２辺部とを備えている、長円形共振器。
  21. 【請求項２１】 前記第１辺部および前記第２辺部は実質的に互いに平行で
    ある、請求項２０に記載の長円形共振器。
  22. 【請求項２２】 前記弧状端部は各々の形状が略半円形である、請求項２０
    に記載の長円形共振器。
  23. 【請求項２３】 前記第１辺部は１０.０μmよりも短い長さを有している、
    請求項２０に記載の長円形共振器。
  24. 【請求項２４】 前記第２辺部は１０.０μmよりも短い長さを有している、
    請求項２３に記載の長円形共振器。
  25. 【請求項２５】 前記長円形共振器は１つの途切れの無い導波路要素から構
    成されている、請求項２０に記載の長円形共振器。
  26. 【請求項２６】 前記導波路要素は１.０μmよりも短い幅を有している、請
    求項２５に記載の長円形共振器。
  27. 【請求項２７】 所定の波長の光を共振させる能力がある長円形共振器を備
    え、長円形共振器は２つの弧状端部と、それらの間に延在する概ね真直ぐな第１
    辺部および第２辺部とを有しており、 内部で光を伝播する入力導波路を更に備え、入力導波路は入力ポートと出力ポ
    ートを有し、入力導波路の一部は長円形共振器の第１辺部に隣接して配置されて
    いる、共振装置。
  28. 【請求項２８】 前記入力導波路と前記長円形共振器の間の結合係数は、
    ０.０１から０.１の範囲にある、請求項２７に記載の共振装置。
  29. 【請求項２９】 前記入力導波路と前記長円形共振器の間の結合係数は、長
    円形共振器で受ける往復移動損よりも大きい、請求項２７に記載の共振装置。
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