JP2005202405A - 光ファイバとプレーナ光導波路とを高密度に結合する方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明によると、光ファイバがプレーナ導波路に(1)拡大された断面の一連のプレーナ導波路セグメント、及び(2)縦方向にテーパー化された断面のセグメントを介して結合される。離隔されたセグメントとテーパー状のセグメントの組み合わせが、従来の断熱的結合で必要とされていたよりも大幅に短縮された長さでの効率的な結合を提供する。
【選択図】 図1
Description
図2は、1.9×1.9μmの高い6%デルタのプレーナ導波路とともに8μmのコアを有する光ファイバを結合するための構成を模擬的に図示するものである。セグメント部分14はファイバコアからテーパー部分15に結合される10個の高デルタ部分からなる。各セグメントは8×8μmの断面を有し、連続するセグメントは周期的に(中心間が)8μm離れている。ファイバからの光が連続する高デルタテーパー部分に近付くにつれて増大する有効屈折率を通過するように、連続するセグメントはファイバからテーパー部分にかけて長さ方向に増大する厚さを有する。テーパー部分は110μmの長さの非テーパー部及び250μmの非テーパー部並びにプレーナ導波路の寸法まで高さを落とす250μmの線形テーパー領域を含む。結合損失は入力セグメントから線形テーパーの始端まで約0.25dBである。断熱テーパーの損失は長さと形状に依存する。
光ファイバを4%デルタのプレーナ導波路に結合するため、図3に示す同様の構成として周期的に9μm隔てられた7×7μmのセグメントとすることができる。全結合損失は約0.18dBである。
図4は連続的テーパーというよりは段階的にテーパー化されたテーパー部分15を用いる構成を模擬的に図示するものである。ここでは、10個の7×7μmのセグメントを用いて(図示されない)ファイバから段階的テーパー部分15にかけて結合するものである。部分15はテーパーの高さを10個の各25μmの段について0.43μm落としている。4%デルタのプレーナ導波路に結合するため全結合損失は約0.35dBである。
図6は、セグメントがn1及びn2の屈折率の2つの材料からなる構成を模擬的に図示するものであり、ここでn2>n1である。10個のセグメント61が用いられファイバ12からプレーナ光導波路63にかけて光を結合する。(セグメントの数は屈折率によって10から30の間で変えることができる。)セグメント61はファイバ12からプレーナ導波路62にかけて増大する厚さを有する。さらに、セグメント61はプレーナ導波路方向に増加するn2材料の部分からなる。プレーナ導波において、最後のセグメントにおけるn2材料の寸法はプレーナ導波路62の寸法、ここでは2.7μm×8μm、に一致する。
10 光ファイバ
11 プレーナ導波路
12 ファイバコア
13 導波路コア
14 セグメント部分
15 テーパー部分
16 端部
51、52 導波路コア
61 セグメント部分
62 プレーナ導波路
Claims (10)
- 光ファイバからプレーナ導波路に光結合するための結合デバイスであって、
セグメント化された導波部分及びテーパー化された導波部分からなる光導波構造であって、各々が該ファイバと該プレーナ導波路との間の低屈折率クラッディング領域に配置された光導波構造からなり、
該セグメント化された導波部分が、一連の離隔された低屈折率材料のセグメントからなり、該セグメントは該ファイバコアの断面と同等の軸方向垂直断面を有するとともに、連続するセグメントが、該ファイバからの光に対して、該光が該導波路に近づくにつれて該プレーナ導波路の有効屈折率に増加的に近づく有効屈折率を呈するために軸方向に増加する厚さを有し、及び
該テーパー化された導波部分が、隣接する該セグメントの軸方向垂直の断面積と同等の該セグメント化された導波部分に隣接する軸方向垂直断面を有し、該セグメント化された導波部分と該プレーナ導波路コアとの間で、該導波路コアに隣接する軸方向位置において、該断面積が導波路コアの断面積に近づくようにテーパー化されたテーパー領域を有する
結合デバイス。 - 請求項1記載の結合デバイスにおいて、該テーパー化された導波部分が連続的テーパー部分を有する結合デバイス。
- 請求項1記載の結合デバイスにおいて、該テーパー化された導波部分が段階的テーパー部分を有する結合デバイス。
- 請求項1記載の結合デバイスにおいて、該ファイバコアが該プレーナ導波路コアよりも大きい断面積を有する結合デバイス。
- 請求項4記載の結合デバイスにおいて、該ファイバコアが該プレーナ導波路コアよりも低い屈折率を有する結合デバイス。
- 請求項1記載の結合デバイスにおいて、該プレーナ導波路が4%以上の高デルタコアを有する結合デバイス。
- 請求項1記載の結合デバイスにおいて、該プレーナ導波路が6%以上の高デルタコアを有する結合デバイス。
- 請求項1記載の結合デバイスにおいて、該導波構造が光ファイバの形態で構成された結合デバイス。
- 請求項1記載の結合デバイスにおいて、該導波構造がプレーナ導波路を含む集積光デバイスにおいて配置された結合デバイス。
- 請求項1記載の結合デバイスによってプレーナ導波路に結合された光ファイバ。
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