JP2008275708A - Polarization control optical circuit - Google Patents

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JP2008275708A JP2007116256A JP2007116256A JP2008275708A JP 2008275708 A JP2008275708 A JP 2008275708A JP 2007116256 A JP2007116256 A JP 2007116256A JP 2007116256 A JP2007116256 A JP 2007116256A JP 2008275708 A JP2008275708 A JP 2008275708A
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Hiroyuki Tsuda
裕之 津田
Jiro Ito
二郎 伊藤
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Keio University
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polarization control optical circuit capable of configuring a polarization separation element in a short refractive index control region. <P>SOLUTION: An effective refractive index control structure 15 is obtained by etching an embedded-type optical waveguide having a core 22 embedded in a clad 21 and filling it with a resin 23. The resin 23, having a refractive index lower than that of the core 22, is used. In a region Z, a groove position is deepest in the core, and a difference is produced between an effective refractive index with respect to TE polarization and that with respect to TM polarization, mainly in this part. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、波長合分波回路、光分岐挿入回路、光スイッチ、偏光ダイバーシティ回路、コヒーレント受信回路又は偏波分散補償回路などに有効な偏波制御光回路に関する。   The present invention relates to a polarization control optical circuit effective for a wavelength multiplexing / demultiplexing circuit, an optical add / drop circuit, an optical switch, a polarization diversity circuit, a coherent reception circuit, or a polarization dispersion compensation circuit.

マッハツェンダー型干渉光導波路において、TE(Transverse Electric)偏光及びTM(Transverse Magnetic)偏光に対する有効屈折率の差を局所的に設けて、TE偏光及びTM偏光を分離することが知られている(例えば、特許文献1参照。)。   In a Mach-Zehnder type interference optical waveguide, it is known that a difference in effective refractive index with respect to TE (Transverse Electric) polarized light and TM (Transverse Magnetic) polarized light is locally provided to separate TE polarized light and TM polarized light (for example, , See Patent Document 1).

図8は、従来例1のマッハツェンダー型干渉光導波路の構成を示す図である。マッハツェンダー型干渉光導波路は、入力ポート1である導波路81、入力ポート2である導波路82、2:2光結合器83、マッハツェンダー干渉系の第1のアームである導波路84、応力付与導波路85、及び導波路86、マッハツェンダー干渉系の第2のアームである導波路87、2:2光結合器88、出力ポート1である導波路89、並びに出力ポート2である導波路90からなる。応力付与導波路85は、光導波路に応力付与材料を貼り付け、光導波路に応力を与えて光弾性効果を利用して、TE光及びTM光に対する有効屈折率に差を付けることができる。応力の大きさと応力付与部分の長さを調整することによって、第1のアームと第2のアームを伝搬するTE光には光路長差がなく、TM光に対しては光路長差が半波長であるように設定することができる。この場合、入力ポート1から入射されたTE光は出力ポート2から出力され、入力ポート1から入射されたTM光は出力ポート1から出力される。すなわち、偏光分離素子として動作する。   FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the Mach-Zehnder type interference optical waveguide of Conventional Example 1. In FIG. The Mach-Zehnder type interference optical waveguide includes a waveguide 81 as an input port 1, a waveguide 82 as an input port 2, a 2: 2 optical coupler 83, a waveguide 84 as a first arm of a Mach-Zehnder interference system, stress Giving waveguide 85, waveguide 86, waveguide 87 as the second arm of the Mach-Zehnder interference system, 2: 2 optical coupler 88, waveguide 89 as output port 1, and waveguide as output port 2 90. The stress-applying waveguide 85 can apply a stress to the optical waveguide, apply stress to the optical waveguide, and use the photoelastic effect to make a difference in effective refractive index with respect to TE light and TM light. By adjusting the magnitude of the stress and the length of the stress application portion, there is no optical path length difference in TE light propagating through the first arm and the second arm, and the optical path length difference is half wavelength for TM light. Can be set to be In this case, the TE light incident from the input port 1 is output from the output port 2, and the TM light incident from the input port 1 is output from the output port 1. That is, it operates as a polarization separation element.

図9は、従来例2のマッハツェンダー型干渉光導波路の構成を示す図である。従来例2は、従来例1の応力付与導波路85に代えて導波路コア幅を広げた領域91を設けて、局所的にTE偏光及びTM偏光に対する有効屈折率に差をつけるものである。機能は従来例1と同様である。
特開2006−333139号公報(図5)
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a Mach-Zehnder interference optical waveguide according to the second conventional example. Conventional example 2 is provided with a region 91 in which the waveguide core width is widened in place of the stress-applying waveguide 85 of conventional example 1, and locally makes a difference in effective refractive index with respect to TE polarized light and TM polarized light. The function is the same as in Conventional Example 1.
JP 2006-333139 A (FIG. 5)

しかし、これらの方法では、TE光及びTM光に対する有効屈折率差が小さく、石英導波路では、高々5×10−5程度であり、10mm以上の屈折率制御領域が必要であり、偏光分離素子寸法が大きくなる。 However, in these methods, the effective refractive index difference with respect to TE light and TM light is small, and the quartz waveguide requires at most about 5 × 10 −5 and requires a refractive index control region of 10 mm or more. The dimensions increase.

本発明は、上記問題点に鑑み、短い屈折率制御領域で偏波分離素子を構成することができる偏波制御光回路を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a polarization control optical circuit capable of constituting a polarization separation element with a short refractive index control region.

本発明の偏波制御光回路は、コアをクラッドに埋め込んだ形状の埋め込み型光導波路において、通常の光導波路である光導波路部と、該光導波路部の一部の領域であって該コアの両側が隣接するクラッドの一部と共にエッチングされていて、TE偏光とTM偏光の有効屈折率が異なる領域である有効屈折率制御構造部とを備えることを特徴とする。   The polarization control optical circuit according to the present invention includes an optical waveguide portion, which is a normal optical waveguide, in a buried optical waveguide having a core embedded in a cladding, and a partial region of the optical waveguide portion. It is characterized by comprising an effective refractive index control structure part which is etched with a part of an adjacent clad on both sides and is an area where the effective refractive indexes of TE polarized light and TM polarized light are different.

また、前記エッチングされている箇所に、樹脂若しくは低融点ガラスが充填され、又は、誘電体が、蒸着、スパッタ若しくは化学的気相成長法により充填されていることで、よりTE偏光とTM偏光の有効屈折率を大きく異ならせることができる。   Further, the etched portion is filled with resin or low-melting glass, or the dielectric is filled by vapor deposition, sputtering, or chemical vapor deposition, so that TE polarized light and TM polarized light can be obtained. The effective refractive index can be varied greatly.

また、前記光導波路部と前記有効屈折率制御構造部の温度変化が相殺される特性であることで、温度無依存化することができる。   In addition, the temperature dependence of the optical waveguide portion and the effective refractive index control structure portion can be offset, thereby making the temperature independent.

また、前記有効屈折率制御構造部におけるTE偏光とTM偏光の光路長差が使用波長の整数倍又は半整数倍であることで、TE偏光とTM偏光の分離をすることができる。   Further, the TE-polarized light and the TM-polarized light can be separated because the difference in optical path length between the TE-polarized light and the TM-polarized light in the effective refractive index control structure is an integral multiple or a half-integer multiple of the wavelength used.

また、前記有効屈折率制御構造部が複数あることで、それぞれの導波路の損失を同じにすることができる。   Further, since there are a plurality of effective refractive index control structures, the loss of each waveguide can be made the same.

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
(1).TE偏光及びTM偏光に対する有効屈折率が大きく異なる有効屈折率制御構造を実現することができる。
(2).樹脂の屈折率又は有効屈折率制御構造の長さを変えて、TE偏光とTM偏光に対する光路長を制御することが可能となる。
(3).偏光分離素子、偏光無依存素子などを構成することが可能になる。
(4).TE偏光及びTM偏光に対する有効屈折率差が大きいので、素子を小型に構成することが可能である。
(5).樹脂の屈折率又は有効屈折率制御構造の長さを変えて、通常の導波路と接続し、全体の光路長を温度無依存化することも可能となる。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
(1) It is possible to realize an effective refractive index control structure in which effective refractive indexes for TE polarized light and TM polarized light are greatly different.
(2) It is possible to control the optical path length for TE polarized light and TM polarized light by changing the refractive index of the resin or the length of the effective refractive index control structure.
(3) It is possible to configure a polarization separation element, a polarization independent element, and the like.
(4) Since the effective refractive index difference with respect to TE polarized light and TM polarized light is large, it is possible to make the device compact.
(5) By changing the refractive index of the resin or the length of the effective refractive index control structure, it is possible to connect to a normal waveguide and make the entire optical path length temperature independent.

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、実施例を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。光回路材料に石英を利用することを前提として実施例を説明するが、同様の構成は他材料系にも適用可能である。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same function are given the same reference numerals, and repeated explanation thereof is omitted. The embodiment will be described on the premise that quartz is used for the optical circuit material, but the same configuration can be applied to other material systems.

図1は、本発明の実施例1による偏波制御光回路の構成を示す図である。ここでは、マッハツェンダー型干渉光導波路に適用した例を示す。このマッハツェンダー型干渉光導波路は、入力ポート1である導波路11、入力ポート2である導波路12、2:2光結合器13、マッハツェンダー干渉系の第1のアームである導波路14、有効屈折率制御構造15、及び導波路16、マッハツェンダー干渉系の第2のアームである導波路17、2:2光結合器18、出力ポート1である導波路19、並びに出力ポート2である導波路20からなる。従来例1の応力付与導波路85に代えて有効屈折率制御構造15を設けたものである。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a polarization control optical circuit according to a first embodiment of the present invention. Here, an example applied to a Mach-Zehnder interference optical waveguide is shown. The Mach-Zehnder interference optical waveguide includes a waveguide 11 as an input port 1, a waveguide 12 as an input port 2, a 2: 2 optical coupler 13, a waveguide 14 as a first arm of a Mach-Zehnder interference system, The effective refractive index control structure 15, the waveguide 16, the waveguide 17 that is the second arm of the Mach-Zehnder interference system, the 2: 2 optical coupler 18, the waveguide 19 that is the output port 1, and the output port 2. It consists of a waveguide 20. An effective refractive index control structure 15 is provided in place of the stress-applying waveguide 85 of Conventional Example 1.

図2は、有効屈折率制御構造の拡大図及び断面図である。図2(A)は、有効屈折率制御構造の拡大図、図2(B)は、そのBB断面図、図2(C)は、そのCC断面図である。有効屈折率制御構造15は、コア22をクラッド21に埋め込んだ形状の埋め込み型光導波路をエッチングして樹脂23を充填した構造である。領域Xでは、コア22から十分に離れた位置のクラッド21をエッチングし、領域Yでは徐々にコア22の両側の一部にかけてエッチングし、領域Zでは、コア22の両側を隣接するクラッド21の一部と共にエッチングして、できた溝に樹脂23を充填した構造となっている。樹脂23にはコア22よりも屈折率の小さいものを使う。石英導波路に対しては、フッ素系樹脂で石英よりも屈折率が低い材料が市販されている。領域Xは溝がコア22から十分に離れていて、溝が光伝搬に影響を与えない領域である。領域Yは徐々に溝位置がコアに近づき、さらに、コア22内部に入り込むため、光伝搬モードが変化する遷移領域である。領域Zは最も溝位置がコア内部に入り込んでいる領域であり、主としてこの部分でTE偏光とTM偏光に対する有効屈折率に差が生じる。   FIG. 2 is an enlarged view and a cross-sectional view of the effective refractive index control structure. 2A is an enlarged view of the effective refractive index control structure, FIG. 2B is a BB sectional view thereof, and FIG. 2C is a CC sectional view thereof. The effective refractive index control structure 15 is a structure in which a buried optical waveguide having a shape in which a core 22 is buried in a clad 21 is etched and filled with a resin 23. In the region X, the clad 21 at a position sufficiently separated from the core 22 is etched, in the region Y, the etching is gradually performed on a part of both sides of the core 22, and in the region Z, both sides of the core 22 are arranged on one side of the adjacent clad 21. Etching is performed together with the portion, and the resulting groove is filled with resin 23. A resin 23 having a refractive index smaller than that of the core 22 is used. For the quartz waveguide, a material made of a fluorine-based resin having a refractive index lower than that of quartz is commercially available. The region X is a region where the groove is sufficiently separated from the core 22 and the groove does not affect the light propagation. The region Y is a transition region in which the light propagation mode changes because the groove position gradually approaches the core and further enters the core 22. The region Z is a region where the groove position enters most inside the core, and the effective refractive index for TE polarized light and TM polarized light is different mainly in this region.

図3は、有効屈折率の計算例を示す図である。この計算では、比屈折率差0.75%、コア径6μmの石英導波路に溝を形成し、領域Zにおけるコア幅を3μmと仮定している。TE光とTM光に対する屈折率差は、1×10−3程度あることが分かる。すなわち、半波長程度の光路長差を得るためには、領域Zの長さを約500μmとすればよい。領域X、領域Yを含めても全長1mm程度で半波長程度の光路長差を得ることができるが、これは、従来技術に比較して1/10以下である。この構造を用いれば、図1において、第1のアーム(14、15、16)と第2のアーム(17)の光路長をTE光に対して等しくし、TM光に対して半波長異なるようにすることが可能である。この場合、入力ポート1から入射されたTE光は出力ポート2から出力され、入力ポート1から入射されたTM光は出力ポート1から出力される。すなわち、偏光分離素子として動作する。勿論、逆に、第1のアームと第2のアームの光路長をTM光に対して等しくし、TE光に対して半波長異なるようにすれば、入力ポート1から入射されたTE光は出力ポート1から出力され、入力ポート1から入射されたTM光は出力ポート2から出力されることは言うまでもない。また、第1のアームと第2のアームの光路長差を一方の偏光に対して波長の整数倍とし、もう一方の偏光に対して光路長差を半波長の奇数倍(波長の半整数倍)にしても、同様の動作をすることは言うまでもない。なお、有効屈折率制御構造15は若干の損失があるので、2つのアームへの分岐比を調整し、合波する光結合器への入射光強度を一致させて消光比を高めることは言うまでもない。また、両偏光に対して、アーム間の光路長差を等しくすることによって偏光無依存にすることも可能であるし、光路長差を適宜設定することによって任意の比率でTE偏光とTM偏光を合分波できることも言うまでもない。 FIG. 3 is a diagram illustrating a calculation example of the effective refractive index. In this calculation, a groove is formed in a quartz waveguide having a relative refractive index difference of 0.75% and a core diameter of 6 μm, and the core width in the region Z is assumed to be 3 μm. It can be seen that the refractive index difference between TE light and TM light is about 1 × 10 −3 . That is, in order to obtain an optical path length difference of about a half wavelength, the length of the region Z may be about 500 μm. Even if the region X and the region Y are included, an optical path length difference of about half a wavelength can be obtained with a total length of about 1 mm, which is 1/10 or less compared to the prior art. If this structure is used, the optical path lengths of the first arm (14, 15, 16) and the second arm (17) in FIG. 1 are made equal to the TE light and different from the TM light by a half wavelength. It is possible to In this case, the TE light incident from the input port 1 is output from the output port 2, and the TM light incident from the input port 1 is output from the output port 1. That is, it operates as a polarization separation element. Of course, conversely, if the optical path lengths of the first arm and the second arm are made equal to the TM light and different from the TE light by a half wavelength, the TE light incident from the input port 1 is output. Needless to say, the TM light output from the port 1 and incident from the input port 1 is output from the output port 2. The optical path length difference between the first arm and the second arm is an integral multiple of the wavelength for one polarization, and the optical path length difference is an odd multiple of a half wavelength (half an integral multiple of the wavelength) for the other polarization. However, it goes without saying that the same operation is performed. Since the effective refractive index control structure 15 has a slight loss, it goes without saying that the extinction ratio is increased by adjusting the branching ratio to the two arms and matching the incident light intensity to the optical coupler to be combined. . In addition, it is possible to make the polarization independent by making the optical path length difference between the arms equal for both polarizations, and TE polarization and TM polarization at an arbitrary ratio by appropriately setting the optical path length difference. Needless to say, you can combine and demultiplex.

なお、本実施例では、有効屈折率制御構造において、溝に樹脂を充填する構造を示したが、低融点ガラスを充填したり、誘電体を蒸着、スパッタ又は化学的気相成長法により充填したりすることも可能である。また、素子を無塵状態でパッケージすれば、溝に何も充填せずに、同様の効果を得ることが可能である。   In this embodiment, the effective refractive index control structure is shown in which the groove is filled with resin. However, low melting point glass is filled, or a dielectric is filled by vapor deposition, sputtering, or chemical vapor deposition. It is also possible to do. Further, if the element is packaged in a dust-free state, the same effect can be obtained without filling the groove.

図4は、本発明の実施例2による偏波制御光回路の構成を示す図である。このマッハツェンダー型干渉光導波路は、入力ポート1である導波路41、入力ポート2である導波路42、2:2光結合器43、マッハツェンダー干渉系の第1のアームである導波路44、有効屈折率制御構造45a、及び導波路46、マッハツェンダー干渉系の第2のアームである導波路47、有効屈折率制御構造45b、及び導波路48、2:2光結合器49、出力ポート1である導波路50、並びに出力ポート2である導波路51からなる。実施例1との差異は、干渉系の両アームに有効屈折率制御構造を設けた点である。偏光分離素子として動作させるためには、一方の偏光に対して両アームでの光路長差を波長の整数倍とし、もう一方の偏光に対して両アームでの光路長差を半波長の整数倍にすればよいので、同じ樹脂を充填した長さの異なる有効屈折率制御構造を設ければよい。あるいは、有効屈折率制御構造の長さを等しくしても、異なる屈折率の樹脂を45aと45bに充填しても良いことは言うまでもない。この構成では、両アームに同様の構造を設けるため、両アームの損失がほぼ等しくなり、2つのアームへの分岐比を調整しなくても偏光分離の消光比が高くなる利点がある。また、2つの有効屈折率制御構造に異なる屈折率の樹脂を用いれば、一般に困難とされている樹脂の屈折率の絶対値を調整する必要がなく、一般に容易とされている2つの樹脂の屈折率の相対的な差で特性を定めることができるので、樹脂の屈折率調整が容易になる利点がある。   FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a polarization control optical circuit according to the second embodiment of the present invention. The Mach-Zehnder type interference optical waveguide includes a waveguide 41 as an input port 1, a waveguide 42 as an input port 2, a 2: 2 optical coupler 43, a waveguide 44 as a first arm of a Mach-Zehnder interference system, Effective refractive index control structure 45a, waveguide 46, waveguide 47 which is the second arm of the Mach-Zehnder interference system, effective refractive index control structure 45b, waveguide 48, 2: 2 optical coupler 49, output port 1 And a waveguide 51 which is the output port 2. The difference from the first embodiment is that an effective refractive index control structure is provided on both arms of the interference system. In order to operate as a polarization separation element, the optical path length difference in both arms for one polarized light is an integral multiple of the wavelength, and the optical path length difference in both arms for the other polarized light is an integral multiple of a half wavelength. Therefore, an effective refractive index control structure with a different length filled with the same resin may be provided. Alternatively, it goes without saying that the lengths of the effective refractive index control structures may be equal, or resins having different refractive indexes may be filled in 45a and 45b. In this configuration, since the same structure is provided in both arms, the loss of both arms is almost equal, and there is an advantage that the extinction ratio of polarization separation is increased without adjusting the branching ratio to the two arms. Further, if resins having different refractive indexes are used for the two effective refractive index control structures, it is not necessary to adjust the absolute value of the refractive index of the resin, which is generally difficult, and the refraction of the two resins, which is generally easy Since the characteristic can be determined by the relative difference in the rate, there is an advantage that the refractive index of the resin can be easily adjusted.

本発明の実施例3は、光路長の温度依存性を制御したり、温度無依存にしたりする有効屈折率制御構造である。図5は、図3の曲線に接線を引いた図であるが、溝内部の屈折率に依存して導波路の等価屈折率が変化することを示しており、接線の傾きは0.14程度である。図6に有効屈折率制御構造と直線導波路を縦列に接続した導波路を示す。ここで、有効屈折率制御構造の長さをL1、樹脂屈折率をnr、樹脂屈折率の温度依存性を
nr(T)=nro+(dnr/dT)T (1)
と仮定する。また、有効屈折率制御構造を構成する石英の屈折率変化は、樹脂の屈折率変化と比較すると1/20以下で無視できるので、有効屈折率制御構造の屈折率の温度変化係数は次式で近似できる。
The third embodiment of the present invention is an effective refractive index control structure that controls the temperature dependence of the optical path length or makes the temperature independent. FIG. 5 is a diagram in which the curve of FIG. 3 is drawn with a tangent line, and shows that the equivalent refractive index of the waveguide changes depending on the refractive index inside the groove, and the slope of the tangent line is about 0.14. It is. FIG. 6 shows a waveguide in which an effective refractive index control structure and a straight waveguide are connected in series. Here, the length of the effective refractive index control structure is L1, the resin refractive index is nr, and the temperature dependence of the resin refractive index is nr (T) = nro + (dnr / dT) T (1)
Assume that In addition, since the refractive index change of quartz constituting the effective refractive index control structure is negligible at 1/20 or less compared to the refractive index change of the resin, the temperature change coefficient of the refractive index of the effective refractive index control structure is Can be approximated.

dnc/dT=α(dnr/dT) (2)
ここで、ncは有効屈折率制御構造の有効屈折率、αは図5の接線の傾きである。また、直線導波路の長さをL2、その有効屈折率をnsとする。このとき、次のように長さを定めれば、光路長の温度依存性を零にすることが可能である。なお、簡単のため、遷移領域の長さを無視している。
dnc / dT = α (dnr / dT) (2)
Here, nc is the effective refractive index of the effective refractive index control structure, and α is the tangential slope of FIG. The length of the straight waveguide is L2, and its effective refractive index is ns. At this time, if the length is determined as follows, the temperature dependence of the optical path length can be made zero. For simplicity, the length of the transition region is ignored.

α(dnr/dT)L1+(dns/dT)(L2−L1)=0 (3)
例えば、石英導波路の場合、導波路の有効屈折率の温度依存性は1.0×10−5である。また、エポキシ樹脂の温度依存性は−2×10−4である。図5の値、α=0.14を用いれば、
−3.8L1+L2=0 (4)
を満たすようにすれば、光路長の温度依存性は零になる。この条件を満たすように実施例2に示す偏光分離素子の各アーム長を調整すれば、温度に依存しない特性を得ることが可能である。
α (dnr / dT) L1 + (dns / dT) (L2−L1) = 0 (3)
For example, in the case of a quartz waveguide, the temperature dependence of the effective refractive index of the waveguide is 1.0 × 10 −5 . The temperature dependency of the epoxy resin is −2 × 10 −4 . Using the value of FIG. 5, α = 0.14,
-3.8L1 + L2 = 0 (4)
If the condition is satisfied, the temperature dependence of the optical path length becomes zero. If each arm length of the polarization beam splitting element shown in Embodiment 2 is adjusted so as to satisfy this condition, it is possible to obtain a temperature-independent characteristic.

図7は、本発明の実施例4による偏波制御光回路の構成を示す図である。ここでは、アレイ導波路回折格子に適用した例を示す。このアレイ導波路回折格子は、入力導波路71、スラブ導波路72、アレイ導波路73、有効屈折率制御構造74、アレイ導波路75、スラブ導波路76、及び出力導波路77からなる。このアレイ導波路73、有効屈折率制御構造74、及びアレイ導波路75に実施例3を適用して(4)式を満たすようにすれば、温度無依存化することが可能である。さらに、アレイ導波路毎にTE光及びTM光に対する光路長差が波長の整数倍になるように設定すれば、偏光無依存化も同時に実現することが可能である。   FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a polarization control optical circuit according to the fourth embodiment of the present invention. Here, an example applied to an arrayed waveguide diffraction grating is shown. The arrayed waveguide diffraction grating includes an input waveguide 71, a slab waveguide 72, an arrayed waveguide 73, an effective refractive index control structure 74, an arrayed waveguide 75, a slab waveguide 76, and an output waveguide 77. If the third embodiment is applied to the arrayed waveguide 73, the effective refractive index control structure 74, and the arrayed waveguide 75 to satisfy the expression (4), it is possible to make the temperature independent. Furthermore, polarization independence can be realized at the same time by setting the optical path length difference for TE light and TM light to be an integral multiple of the wavelength for each arrayed waveguide.

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。本発明は、波長合分波回路、光分岐挿入回路、光スイッチ、偏光ダイバーシティ回路、コヒーレント受信回路又は偏波分散補償回路などに適用できる。   In addition, this invention is not limited to the said Example. The present invention can be applied to a wavelength multiplexing / demultiplexing circuit, an optical add / drop circuit, an optical switch, a polarization diversity circuit, a coherent reception circuit, a polarization dispersion compensation circuit, or the like.

波長合分波回路に適用して、温度無依存化と偏光無依存化を同時に実現することが可能であり、波長分割多重通信用装置に有用である。   By applying it to a wavelength multiplexing / demultiplexing circuit, it is possible to realize temperature independence and polarization independence at the same time, which is useful for an apparatus for wavelength division multiplexing communication.

光分岐挿入回路に適用して、温度無依存化と偏光無依存化を同時に実現することが可能であり、光クロスコネクト装置に有用である。   By applying it to an optical add / drop circuit, it is possible to realize temperature independence and polarization independence at the same time, which is useful for an optical cross-connect device.

熱光学効果を利用する光スイッチでは、光スイッチ近傍の温度が上昇するが、温度無依存化導波路を周囲に適用することによって、安定な光回路を構成できる。   In an optical switch using the thermo-optic effect, the temperature in the vicinity of the optical switch rises, but a stable optical circuit can be configured by applying a temperature-independent waveguide to the surroundings.

偏光依存性のある部品、回路の偏光無依存化には、本発明による偏光ダイバーシティ回路の利用が効果的である。   The use of the polarization diversity circuit according to the present invention is effective in making polarization-independent components and circuits independent of polarization.

また、コヒーレント受信回路及び偏波分散補償回路では、偏光毎の光処理が必要であり、本発明による偏光ダイバーシティ回路が有効である。   Further, the coherent reception circuit and the polarization dispersion compensation circuit require optical processing for each polarization, and the polarization diversity circuit according to the present invention is effective.

本発明の実施例1による偏波制御光回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the polarization control optical circuit by Example 1 of this invention. 有効屈折率制御構造の拡大図及び断面図である。It is the enlarged view and sectional drawing of an effective refractive index control structure. 有効屈折率の計算例を示す図である。It is a figure which shows the example of calculation of an effective refractive index. 本発明の実施例2による偏波制御光回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the polarization control optical circuit by Example 2 of this invention. 図3の曲線に接線を引いた図である。It is the figure which pulled the tangent to the curve of FIG. 有効屈折率制御構造と直線導波路を縦列に接続した導波路を示す図である。It is a figure which shows the waveguide which connected the effective refractive index control structure and the linear waveguide in the column. 本発明の実施例4による偏波制御光回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the polarization control optical circuit by Example 4 of this invention. 従来例1のマッハツェンダー型干渉光導波路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the Mach-Zehnder type | mold interference optical waveguide of the prior art example 1. FIG. 従来例2のマッハツェンダー型干渉光導波路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the Mach-Zehnder type | mold interference optical waveguide of the prior art example 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11、41、81 導波路
12、42、82 導波路
13、43、83 2:2光結合器
14、44、84 導波路
15、45a、45b 有効屈折率制御構造
16、46、86 導波路
17、47、48、87 導波路
18、49、88 2:2光結合器
19、50、89 導波路
20、51、90 導波路
21 クラッド
22 コア
23 樹脂
71 入力導波路
72 スラブ導波路
73 アレイ導波路
74 有効屈折率制御構造
75 アレイ導波路
76 スラブ導波路
77 出力導波路
85 応力付与導波路
91 領域
11, 41, 81 Waveguide 12, 42, 82 Waveguide 13, 43, 83 2: 2 Optical coupler 14, 44, 84 Waveguide 15, 45a, 45b Effective refractive index control structure 16, 46, 86 Waveguide 17 , 47, 48, 87 Waveguide 18, 49, 88 2: 2 optical coupler 19, 50, 89 Waveguide 20, 51, 90 Waveguide 21 Clad 22 Core 23 Resin 71 Input waveguide 72 Slab waveguide 73 Array conductor Waveguide 74 Effective refractive index control structure 75 Array waveguide 76 Slab waveguide 77 Output waveguide 85 Stress application waveguide 91 Region

Claims (5)

コアをクラッドに埋め込んだ形状の埋め込み型光導波路において、
通常の光導波路である光導波路部と、
該光導波路部の一部の領域であって該コアの両側が隣接するクラッドの一部と共にエッチングされていて、TE偏光とTM偏光の有効屈折率が異なる領域である有効屈折率制御構造部と
を備えることを特徴とする偏波制御光回路。
In an embedded optical waveguide with a core embedded in the cladding,
An optical waveguide part which is a normal optical waveguide;
An effective refractive index control structure part which is a part of the optical waveguide part and is etched together with a part of the adjacent clad on both sides of the core, and the effective refractive index of TE polarized light and TM polarized light are different from each other; A polarization control optical circuit comprising:
前記エッチングされている箇所に、樹脂若しくは低融点ガラスが充填され、又は、誘電体が、蒸着、スパッタ若しくは化学的気相成長法により充填されていることを特徴とする請求項1記載の偏波制御光回路。   2. The polarized wave according to claim 1, wherein the etched portion is filled with resin or low-melting glass, or a dielectric is filled by vapor deposition, sputtering, or chemical vapor deposition. Control light circuit. 前記光導波路部と前記有効屈折率制御構造部の温度変化が相殺される特性であることを特徴とする請求項2記載の偏波制御光回路。   3. The polarization control optical circuit according to claim 2, wherein the optical waveguide section and the effective refractive index control structure section cancel each other in temperature. 前記有効屈折率制御構造部におけるTE偏光とTM偏光の光路長差が使用波長の整数倍又は半整数倍であることを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の偏波制御光回路。   4. The polarization control optical circuit according to claim 1, wherein the optical path length difference between the TE polarized light and the TM polarized light in the effective refractive index control structure is an integral multiple or a half integral multiple of the wavelength used. 5. 前記有効屈折率制御構造部が複数あることを特徴とする請求項2乃至4いずれかに記載の偏波制御光回路。
5. The polarization control optical circuit according to claim 2, wherein there are a plurality of effective refractive index control structures.
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