JP2013186423A - Optical waveguide device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光導波路素子に関する。 The present invention relates to an optical waveguide device.
石英系ガラスからなる平面光波回路(Planar Lightwave Circuit:PLC)によって構成される光導波路素子において、光導波路を分断するスリットが形成され、その中に光学材料が挿入される構成が開示されている。たとえば、特許文献1では、スリットが2つ形成され、そこに1/2波長板がそれぞれ挿入された素子が開示されている。このような素子は、例えば差動四値位相変調(Differential Quadrature Phase Shift Keying:DQPSK)、または差動位相変調(DPSK)通信方式において、D(Q)PSK光信号を復調する復調素子として使用される。また、特許文献2では、複数のスリットに、石英系ガラスの熱膨張を相殺するような熱膨張係数を有する樹脂を充填し、AWG(Arrayed Waveguide Grating)の温度依存性を低減する技術が記載されている。
In an optical waveguide element constituted by a planar lightwave circuit (PLC) made of quartz glass, a configuration is disclosed in which a slit for dividing the optical waveguide is formed and an optical material is inserted therein. For example,
ところで、光導波路を分断するスリットを形成した場合、光導波路を導波してきた光はスリットにおいて一部がクラッドに放射されるため、放射損失が発生する。非特許文献1では、スリット間の間隔を20μm前後にすることによって、スリットの形成による放射損失が抑制できることを開示している。
By the way, when the slit which divides | segments an optical waveguide is formed, since a part of light which guided the optical waveguide is radiated | emitted to a clad in a slit, a radiation loss generate | occur | produces. Non-Patent
しかしながら、スリット間の間隔が小さいと、スリット間のガラス部分の厚さが薄くなるので、その部分の機械的強度が低下し、光導波路素子の信頼性が低下する場合がある。また、スリットに挿入される光学素子が、スリットから突出する場合は、2つのスリットを近接させると、挿入された光学素子同士が突出した部分において干渉する場合がある。このような干渉によって光学素子の位置精度が低下して光導波路素子の光学特性が低下したり、光導波路素子の信頼性が低下したりする場合がある。 However, if the distance between the slits is small, the thickness of the glass portion between the slits becomes thin, so that the mechanical strength of the portion decreases, and the reliability of the optical waveguide element may decrease. When the optical element inserted into the slit protrudes from the slit, if the two slits are brought close to each other, the inserted optical element may interfere with the protruding portion. Such interference may reduce the positional accuracy of the optical element, thereby reducing the optical characteristics of the optical waveguide element, or reducing the reliability of the optical waveguide element.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、スリットによる放射損失が抑制されつつ、光学特性や信頼性の低下が抑制された光導波路素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an optical waveguide element in which a loss of radiation due to a slit is suppressed and a decrease in optical characteristics and reliability is suppressed.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光導波路素子は、クラッド部と、前記クラッド部内に配置され、前記クラッド部よりも屈折率が高い光導波路と、前記クラッド部において前記光導波路を分断するように形成された複数のスリットと、を備え、前記複数のスリット間の離間間隔は、離間間隔を0μmから増加させたときに前記スリットによる放射損失が周期的に極小値を取る場合において、前記極小値に対応する離間間隔のうち、値が小さい方から2番目以降の離間間隔に設定されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an optical waveguide device according to the present invention includes a clad part, an optical waveguide disposed in the clad part and having a higher refractive index than the clad part, and the clad part A plurality of slits formed so as to divide the optical waveguide, and the spacing between the plurality of slits periodically minimizes radiation loss due to the slits when the spacing interval is increased from 0 μm. In the case of taking a value, it is characterized in that, among the separation intervals corresponding to the minimum value, the second and subsequent separation intervals from the smallest value are set.
また、本発明に係る光導波路素子は、上記発明において、前記スリットに挿入された光学素子をさらに備えることを特徴とする。 Moreover, the optical waveguide device according to the present invention is characterized in that in the above invention, the optical waveguide device further comprises an optical element inserted into the slit.
また、本発明に係る光導波路素子は、上記発明において、前記光学素子は1/2波長板であることを特徴とする。 The optical waveguide element according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the optical element is a half-wave plate.
また、本発明に係る光導波路素子は、上記発明において、前記離間間隔は、値が小さい方から2番目の離間間隔に設定されていることを特徴とする。 The optical waveguide device according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the separation interval is set to a second separation interval from the smallest value.
また、本発明に係る光導波路素子は、上記発明において、前記光導波路は、前記複数のスリットの間に少なくとも1つの放射損失部が形成されたものであることを特徴とする。 The optical waveguide device according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the optical waveguide has at least one radiation loss portion formed between the plurality of slits.
また、本発明に係る光導波路素子は、上記発明において、前記放射損失部は、前記複数のスリット間の離間間隔を略等分する位置に形成されていることを特徴とする。 In the optical waveguide device according to the present invention as set forth in the invention described above, the radiation loss portion is formed at a position that substantially divides the spacing between the plurality of slits.
また、本発明に係る光導波路素子は、上記発明において、前記放射損失部は、前記光導波路に形成されたギャップであることを特徴とする。 Moreover, the optical waveguide device according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the radiation loss portion is a gap formed in the optical waveguide.
また、本発明に係る光導波路素子は、上記発明において、前記放射損失部は、前記光導波路に他の光導波路が交差した交差部であることを特徴とする。 Moreover, the optical waveguide device according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the radiation loss portion is an intersection where the optical waveguide intersects with another optical waveguide.
また、本発明に係る光導波路素子は、上記発明において、前記放射損失部の幅は15μm〜30μmであることを特徴とする。 The optical waveguide device according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the radiation loss portion has a width of 15 μm to 30 μm.
また、本発明に係る光導波路素子は、上記発明において、前記離間間隔は、前記放射損失部の数をn(nは1以上の整数)として、前記放射損失部が無い場合に前記スリットによる放射損失が最小値となる離間間隔の(n+1)倍の値に設定されていることを特徴とする。 Further, in the optical waveguide device according to the present invention, in the above invention, the separation interval may be a radiation by the slit when the number of the radiation loss parts is n (n is an integer of 1 or more) and the radiation loss part is not present. The loss is set to a value that is (n + 1) times the separation interval at which the loss is minimized.
また、本発明に係る光導波路素子は、上記発明において、前記スリットの数は2であることを特徴とする。 The optical waveguide device according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the number of the slits is two.
また、本発明に係る光導波路素子は、上記発明において、マッハツェンダー光干渉計素子であることを特徴とする。 The optical waveguide element according to the present invention is a Mach-Zehnder optical interferometer element in the above invention.
本発明によれば、スリットによる放射損失が抑制されつつ、光学特性や信頼性の低下が抑制された光導波路素子を実現できるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that it is possible to realize an optical waveguide device in which a decrease in optical characteristics and reliability is suppressed while radiation loss due to a slit is suppressed.
以下に、図面を参照して本発明に係る光導波路素子の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。さらに、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。 Embodiments of an optical waveguide device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. Moreover, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected suitably to the same or corresponding element. Furthermore, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the dimensions of each element, the ratio of each element, and the like may differ from the actual ones. Even between the drawings, there are cases in which portions having different dimensional relationships and ratios are included.
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係る光導波路素子の模式図である。図1(a)は平面図、図1(b)は側面図である。図1に示すように、光導波路素子10は、石英ガラスまたはシリコンからなる基板B上に形成されたクラッド部11と、クラッド部の内部に配置されたコア部としての光導波路12と、クラッド部11において光導波路12を分断するように、互いに平行に形成された2本のスリット13と、各スリット13に挿入された光学素子としての2つの1/2波長板14a、14bとを備えている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram of an optical waveguide device according to the first embodiment. 1A is a plan view and FIG. 1B is a side view. As shown in FIG. 1, an
クラッド部11は石英系ガラスからなる。クラッド部11の屈折率はたとえば波長1.55μmで1.465である。光導波路12はクラッド部11よりも屈折率が高くなるように屈折率を高めるための、たとえばゲルマニア(GeO2)などのドーパントを添加した石英系ガラスからなる。クラッド部11に対する光導波路12の比屈折率差Δは1.2%である。光導波路12の長手方向に垂直な面での断面のサイズは、6μm×6μmであり、スリット13が形成される領域Sにおいては、導波路幅は19.5μmに拡大されている。ただし、光導波路12の比屈折率差Δや断面のサイズは、上記に限定されず、光導波路素子10に入力されるべき光がシングルモードで導波するように設定されることが好ましい。なお、光はたとえば図1に示すように、紙面左側から入力され、紙面右側に出力する。
The
スリット13は、光導波路12の長手方向におけるスリット幅W1が、1/2波長板14a、14bを挿入できる程度の幅に設定されている。2つのスリット13のスリット幅は等しく、スリット幅W1はたとえば15μm〜30μmである。1/2波長板14a、14bはスリット13に挿入されて光学接着剤で固定されている。
In the
ここで、2つのスリット13の離間間隔(ピッチ)P1を、2つのスリット13のスリット幅の中心線の間の距離とする。この光導波路素子10では、スリットピッチP1が所定の値である約170μmという大きな値に設定されている。これによって、スリット13による放射損失(スリット損失)を抑制しつつ、スリットピッチP1を大きく取ることができる。
Here, the separation interval (pitch) P <b> 1 between the two
スリットピッチP1を大きくすることによって、スリット13間のガラス部分の厚さが厚くなり、その部分の機械的強度を高くできるので、光導波路素子10の信頼性を高くできる。また、たとえば1/2波長板14a、14bを挿入するのに十分な深さのスリット13を形成するために、ダイシングなどの機械的手段を採用したとしても、スリット13間のガラス部分の破損等が生じにくくなる。また、スリットピッチP1を大きくすることによって、1/2波長板14a、14b同士が干渉しないように設置することが容易になる。
By increasing the slit pitch P1, the thickness of the glass portion between the
また、1/2波長板14a、14bを挿入した後に光学接着剤でスリット13内に固定する場合に、スリットピッチP1が小さいと、各スリット13内に塗布した接着剤同士が混合し、1/2波長板14a、14b同士が互いに近づくように傾斜する場合があり、スリット13内における1/2波長板14a、14bの位置精度が低下する場合がある。しかしながら、スリットピッチP1を大きくすることによって、このような不具合を発生させないようにすることができる。
In addition, when the slit pitch P1 is small when the half-
スリットピッチP1の設定について具体的に説明する。本発明者らは、スリットピッチとスリット損失との関係を調べるために、実験1として、以下のような実験用導波路素子を製造し、その特性を調べた。
The setting of the slit pitch P1 will be specifically described. In order to investigate the relationship between the slit pitch and the slit loss, the present inventors manufactured the following experimental waveguide elements as
(実験1)
図2は、スリットピッチとスリット損失との関係を調べるための実験用導波路素子の模式的な平面図である。石英系ガラスからなる実験用光導波路素子20は、石英ガラスまたはシリコンからなる基板(不図示)上に形成されたクラッド部内に、光導波路22を複数並列に配置し、クラッド部21において光導波路22を分断するように、2本のスリット23を形成し、さらに各スリット23に1/2波長板24a、24bを挿入した構成を有する。
(Experiment 1)
FIG. 2 is a schematic plan view of an experimental waveguide element for examining the relationship between the slit pitch and the slit loss. In the experimental
なお、クラッド部21に対する光導波路22の比屈折率差Δは1.2%である。光導波路22の長手方向に垂直な面での断面のサイズは、6μm×6μmであり、スリット23が形成される領域においては、導波路幅は19.5μmに拡大されている。2つのスリット23のスリット幅は等しく、スリット幅は24μmである。2つのスリット23は、光導波路22の長手方向に垂直な面に対して、光導波路22の長手方向に、互いに逆向きに2.5度だけ傾斜するように形成されている。2つのスリット23間の相対的角度は5度である。これによって、各光導波路22における2つのスリット23のピッチは異なっている。
In addition, the relative refractive index difference Δ of the
実験用光導波路素子20の各光導波路22の紙面左側から、波長1.55μmのTM偏波(実験用光導波路素子20の基板面に垂直方向の偏波)またはTE偏波(基板面と平行方向の偏波)の光を入力し、紙面右側から出力された光の強度を測定し、各光導波路22におけるスリット損失を調べた。
From the left side of each
図3は、スリットピッチとスリット損失との関係を示す図である。凡例において、「TE」、「TM」とは、それぞれTE偏波、TM偏波の光についての値を示している。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the slit pitch and the slit loss. In the legend, “TE” and “TM” indicate values for TE polarized light and TM polarized light, respectively.
本発明者らは、図3に示すように、スリットピッチを増加させるにつれて、スリット損失は周期的に変化することを発見した。なお、矢印Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5は、スリットピッチが、それぞれ約65μm、約170μm、約275μm、約380μm、約480μmの位置を示しており、これらのスリットピッチでは、スリット損失が極小値となっている。 As shown in FIG. 3, the present inventors have found that the slit loss periodically changes as the slit pitch is increased. The arrows Ar1, Ar2, Ar3, Ar4, and Ar5 indicate positions where the slit pitch is about 65 μm, about 170 μm, about 275 μm, about 380 μm, and about 480 μm, respectively, and the slit loss is minimal at these slit pitches. It is a value.
そこで、実施の形態1に係る光導波路素子10では、スリットピッチP1を、0μmから増加させたときに、スリット損失が周期的に極小値を取る場合において、極小値に対応する離間間隔(矢印Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5の位置)のうち、値が小さい方から2番目のスリットピッチである約170μmに設定している。これによって、光導波路素子10では、スリット13による放射損失が抑制されつつ、ピッチP1を大きくしているので、光学特性や信頼性の低下が抑制される。
Therefore, in the
なお、スリットピッチP1は、2番目以降の極小値としてもよい。たとえば、図3に示すように、3番目の極小値である約275μmや、4番目の極小値である約380μmや、5番目の極小値である約480μmとしてもよい。ただし、小型化の観点から5番目以内を用いることが好ましい。また、図1では、スリット13は、その深さ方向が光導波路12の長手方向に垂直に形成されているが、光導波路12の長手方向に垂直な面に対して、当該面および基板に平行な線を軸として8度程度傾斜させて形成しても良い。これによって、光導波路12のスリット13における端面反射光が光導波路12に戻ることが抑制される。なお、このようにスリットを傾斜させて形成しても、好適なスリットピッチP1の値には影響を与えない。
The slit pitch P1 may be the second and subsequent minimum values. For example, as shown in FIG. 3, the third minimum value may be about 275 μm, the fourth minimum value may be about 380 μm, and the fifth minimum value may be about 480 μm. However, it is preferable to use the fifth or less from the viewpoint of miniaturization. In FIG. 1, the
(実施の形態2)
図4は、実施の形態2に係る光導波路素子の模式的な平面図である。図4に示すように、光導波路素子30は、図1に示す光導波路素子10において、スリットピッチをスリットピッチP2に設定し、光導波路12を光導波路32に置き換えた構成を有する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a schematic plan view of the optical waveguide device according to the second embodiment. As shown in FIG. 4, the
光導波路32は、光導波路12において、放射損失部としての2つのギャップ35を設けたものである。ギャップ35は、光導波路32が分断され、その間がクラッド部11と同じ材料で埋められることによって構成されている。2つのギャップ35の幅(ギャップ幅)W2は略等しく設定されている。
The
この光導波路素子30では、スリット13における放射モードが、ギャップ35における放射モードと結合するため、ギャップ35が無い場合よりもスリット損失が抑制される。また、ギャップ35の存在によって、スリットピッチP2を、図3に示すようなスリット損失が極小値になる値としなくても、スリット損失が抑制される。したがって、スリット損失を抑制しつつ、スリットピッチP2を大きくすることができるので、光導波路素子30の光学特性や信頼性の低下が抑制される。また、スリットピッチP2の設計の自由度も高い。
In this
ギャップ幅W2の好適な値について具体的に説明する。本発明者らは、ギャップ幅とスリット損失との関係を調べるために、実験2として、以下のような実験用導波路素子を製造し、その特性を調べた。
A preferred value of the gap width W2 will be specifically described. In order to investigate the relationship between the gap width and the slit loss, the present inventors manufactured the following experimental waveguide device as
(実験2)
実験用導波路素子は、図4に示す構成を有するものである。ただし、2つのスリットは、光導波路の長手方向に垂直な面に対して8度傾斜させた。なお、スリットを傾斜させて設けた場合、スリットピッチは、導波路の中心とスリットが交差する位置での2つのスリットのスリット幅の中心線の間の距離とする。クラッド部に対する光導波路の比屈折率差Δは1.2%である。光導波路の長手方向に垂直な面での断面のサイズは、6μm×6μmであり、スリットが形成される領域においては、導波路幅は19.5μmに拡大されている。スリットピッチは200μmである。2つのスリットのスリット幅は等しく、スリット幅は24μmである。また、図4で1/2波長板14aに相当する1/2波長板は、その主軸が、TM偏波の方向とTE偏波の両方向に対して45度をなすように挿入されている。また、1/2波長板14bに相当する1/2波長板は、その主軸が、TE偏波の方向と平行になるように挿入されている。ギャップ幅は、0μm(ギャップ無し)15μm、20μm、25μmとした。また、ギャップは、スリットピッチを3等分した位置をギャップ幅の中心位置として形成した。
(Experiment 2)
The experimental waveguide element has the configuration shown in FIG. However, the two slits were inclined by 8 degrees with respect to a plane perpendicular to the longitudinal direction of the optical waveguide. When the slit is provided with an inclination, the slit pitch is the distance between the center line of the slit width of the two slits at the position where the center of the waveguide and the slit intersect. The relative refractive index difference Δ of the optical waveguide with respect to the cladding is 1.2%. The size of the cross section in the plane perpendicular to the longitudinal direction of the optical waveguide is 6 μm × 6 μm, and the waveguide width is increased to 19.5 μm in the region where the slit is formed. The slit pitch is 200 μm. The slit widths of the two slits are equal, and the slit width is 24 μm. Further, the half-wave plate corresponding to the half-
そして、実験用導波路素子の紙面左側から、波長1.55μmのTM偏波またはTE偏波の光を入力し、紙面右側から出力された光の強度を測定し、スリット損失を調べた。 Then, TM polarized light or TE polarized light with a wavelength of 1.55 μm was input from the left side of the experimental waveguide element, the intensity of the light output from the right side of the paper was measured, and the slit loss was examined.
図5は、ギャップ幅とスリット損失との関係を示す図である。凡例において、「TE」、「TM」とは、それぞれTE偏波、TM偏波の光についての値を示している。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the gap width and the slit loss. In the legend, “TE” and “TM” indicate values for TE polarized light and TM polarized light, respectively.
図5に示すように、ギャップを形成することによって、ギャップが無い場合(ギャップ幅0μm)のスリット損失である約1.2dBよりも小さいスリット損失を実現できることが確認された。特に、ギャップ幅が20μmの場合は、スリット損失を、ギャップが無い場合の値である約1.2dBよりも約0.8dBも低い約0.6dBまで小さくできることが確認された。
As shown in FIG. 5, it was confirmed that a slit loss smaller than about 1.2 dB, which is a slit loss when there is no gap (
つぎに、ギャップの位置ズレの影響を確認するために、図6に示すように、実験2で用いた実験用光導波路40からギャップ幅W2の幅を同一としたままギャップ45の位置を距離dだけ長手方向にずらした実験用光導波路50を製造し、そのギャップ損失を測定した。なお、距離dは、+15μm(紙面右側へのずれ)、0μm、−15μm(紙面左側へのずれ)とした。
Next, in order to confirm the influence of the gap misalignment, as shown in FIG. 6, the position of the
図7は、ギャップ幅とスリット損失との関係におけるギャップの位置ずれの影響を示す図である。なお、凡例において、たとえば「TE_−15」とは、距離dが−15μmの場合の、TE偏波の光についての値を示している。 FIG. 7 is a diagram showing the influence of gap misalignment in the relationship between gap width and slit loss. In the legend, for example, “TE_−15” indicates a value for TE polarized light when the distance d is −15 μm.
図7に示すように、ギャップの位置ずれはない方が好ましいが、ギャップの位置ずれが±15μm程度であっても、それによるスリット損失の増加は0.2dB〜0.3dB程度である。したがって、ギャップの位置ずれがあったとしても、ギャップ無しの場合よりもスリット損失を小さくできる。また、ギャップの位置ずれは、ギャップとスリットとの相対位置のずれと考えることができる。したがって、図7の結果は、ギャップの位置に対して、スリットの形成位置が±15μm程度ずれても、ギャップ無しの場合よりもスリット損失を小さくできることも示している。 As shown in FIG. 7, it is preferable that there is no gap misalignment. However, even if the gap misalignment is about ± 15 μm, the increase in slit loss due to this is about 0.2 dB to 0.3 dB. Therefore, even if there is a gap misalignment, the slit loss can be made smaller than when there is no gap. Further, the gap displacement can be considered as a relative displacement between the gap and the slit. Accordingly, the result of FIG. 7 also shows that the slit loss can be reduced even when the slit forming position is shifted by about ± 15 μm with respect to the gap position as compared with the case without the gap.
つぎに、ビーム伝搬法(BPM法)による計算結果を用いて、本発明についてさらに説明する。以下では、計算用光導波路素子として、図4に示す構成の光導波路を用いた。ただし、クラッド部に対する光導波路の比屈折率差Δは1.2%である。光導波路の長手方向に垂直な面での断面のサイズは、6μm×6μmである。なお、放射損失としては、光導波路素子の基板面に垂直な方向での放射損失のみを計算している。この理由は、基板面に平行な方向(光導波路の幅方向)においては、図4に示す構成のように導波路幅を広げることによって、放射損失を略ゼロにすることができるからである。 Next, the present invention will be further described using calculation results obtained by a beam propagation method (BPM method). In the following, an optical waveguide having the configuration shown in FIG. 4 was used as the optical waveguide element for calculation. However, the relative refractive index difference Δ of the optical waveguide with respect to the cladding is 1.2%. The size of the cross section in the plane perpendicular to the longitudinal direction of the optical waveguide is 6 μm × 6 μm. As the radiation loss, only the radiation loss in the direction perpendicular to the substrate surface of the optical waveguide element is calculated. This is because, in the direction parallel to the substrate surface (the width direction of the optical waveguide), the radiation loss can be made substantially zero by widening the waveguide width as in the configuration shown in FIG.
計算条件としては、ギャップの数は、0、1、2、3とする。ギャップは、nをギャップの数として、スリットピッチを(n+1)等分した位置をギャップ幅の中心位置とする。ギャップ幅は、15μm〜30μmの間で変化させる。また、スリット数は2または3とする。各スリットのスリット幅は等しく、スリット幅は24μmである。スリットピッチは40μm〜200μmの範囲で変化させる。また、スリット内は、屈折率が1.464の材料で充填されているとする。この屈折率は、ギャップ数が0の場合に、計算結果と、実験1の実験結果とが略一致するように設定した値である。
As calculation conditions, the number of gaps is 0, 1, 2, and 3. The gap is defined as the center position of the gap width, where n is the number of gaps and the slit pitch is divided into (n + 1) equal parts. The gap width is changed between 15 μm and 30 μm. The number of slits is 2 or 3. The slit width of each slit is equal, and the slit width is 24 μm. The slit pitch is changed in the range of 40 μm to 200 μm. Further, it is assumed that the slit is filled with a material having a refractive index of 1.464. This refractive index is a value set so that the calculation result and the experimental result of
図8は、スリット数が2、ギャップ数が2の場合の、ギャップ幅を変えた場合のスリットピッチとスリット損失との関係を示す図である。なお、凡例において、「No Gap」とは、ギャップが無い(ギャップ数が0)の場合を示しており、「GapW=15」とは、ギャップ幅が15μmの場合を示している。 FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the slit pitch and the slit loss when the gap width is changed when the number of slits is 2 and the number of gaps is 2. FIG. In the legend, “No Gap” indicates that there is no gap (the number of gaps is 0), and “GapW = 15” indicates that the gap width is 15 μm.
図8に示すように、ギャップが無い場合のスリット損失は、図3に示す結果と良く一致している。また、ギャップが有る場合でスリットピッチが200μmの場合のスリット損失が、ギャップが無い場合に比べて0.6dB程度低下する点は、図5に示す結果と良く一致している。また、ギャップ幅が15μm〜30μm、特には20μm〜30μmの場合に、スリットピッチを0μmから増加させたときにスリット損失が1番目の極小値(最小値)を取るスリットピッチが、ギャップが無い場合よりも大きくなり、且つ、スリット損失の最小値も、ギャップが無い場合よりも小さくなることが確認された。 As shown in FIG. 8, the slit loss when there is no gap is in good agreement with the result shown in FIG. Further, the fact that the slit loss when the gap is present and the slit pitch is 200 μm is reduced by about 0.6 dB compared with the case where there is no gap is in good agreement with the result shown in FIG. When the gap width is 15 μm to 30 μm, especially 20 μm to 30 μm, and the slit pitch takes the first minimum value (minimum value) when the slit pitch is increased from 0 μm, there is no gap. It was confirmed that the minimum value of the slit loss was smaller than that without the gap.
さらには、ギャップ幅にあまり依存せず、ギャップが無い場合にスリット損失が最小となるスリットピッチの約3倍の値のスリットピッチに設定した場合に、スリット損失を最小にできることが確認された。 Furthermore, it has been confirmed that the slit loss can be minimized when the slit pitch is set to a value about three times the slit pitch at which the slit loss is minimized when there is no gap, without depending on the gap width.
つぎに、図9は、スリット数が2、ギャップ数が1の場合の、ギャップ幅を変えた場合のスリットピッチとスリット損失との関係を示す図である。図10は、スリット数が2、ギャップ数が3の場合の、ギャップ幅を変えた場合のスリットピッチとスリット損失との関係を示す図である。図8、図9、図10から、ギャップ幅にあまり依存せず、ギャップが無い場合にスリット損失が最小となるスリットピッチの約(n+1)倍(nは1以上の整数であるギャップ数)の値のスリットピッチに設定した場合に、スリット損失を最小にでき、且つそのスリット損失の最小値は、ギャップが無い場合よりも小さくなることが確認された。 Next, FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the slit pitch and the slit loss when the gap width is changed when the number of slits is 2 and the number of gaps is 1. FIG. FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the slit pitch and the slit loss when the gap width is changed when the number of slits is 2 and the number of gaps is 3. FIG. From FIG. 8, FIG. 9, and FIG. 10, it does not depend much on the gap width, and is about (n + 1) times the slit pitch (n is an integer equal to or greater than 1) that makes the slit loss minimum when there is no gap. When the slit pitch is set to a value, it was confirmed that the slit loss can be minimized and the minimum value of the slit loss is smaller than that in the case where there is no gap.
さらに、図11、図12、図13は、スリット数が3、ギャップ数がそれぞれ1、2、3の場合の、ギャップ幅を変えた場合のスリットピッチとスリット損失との関係を示す図である。図11、図12、図13から、スリット数が3の場合も、ギャップ幅にあまり依存せず、ギャップが無い場合にスリット損失が最小となるスリットピッチの約(n+1)倍の値のスリットピッチに設定した場合に、スリット損失を最小にでき、且つそのスリット損失の最小値は、ギャップが無い場合よりも小さくなることが確認された。 Further, FIGS. 11, 12, and 13 are diagrams showing the relationship between the slit pitch and the slit loss when the gap width is changed when the number of slits is 3 and the number of gaps is 1, 2, and 3, respectively. . 11, 12, and 13, even when the number of slits is 3, the slit pitch does not depend much on the gap width, and the slit pitch is about (n + 1) times the slit pitch at which the slit loss is minimized when there is no gap. It was confirmed that the slit loss can be minimized and the minimum value of the slit loss is smaller than when there is no gap.
以上説明したように、スリットピッチを、ギャップが無い場合にスリット損失が最小となるスリットピッチの約(n+1)倍(nは1以上の整数であるギャップ数)の値のスリットピッチに設定することで、スリット損失を最小かつギャップが無い場合よりも小さくできる。 As described above, the slit pitch is set to a slit pitch having a value approximately (n + 1) times (n is an integer of 1 or more) the slit pitch at which the slit loss is minimized when there is no gap. Thus, the slit loss can be minimized and smaller than when there is no gap.
さらに、実施の形態1のように、スリットピッチを、0μmから増加させたときにスリット損失が2番目または3番目に極小値を取るスリットピッチに設定してもよい。たとえば図9、図11に示すように、2番目または3番目の極小値であるスリット損失についても、ギャップが無い場合の2番目または3番目の極小値であるスリット損失よりも小さくなる。 Furthermore, as in the first embodiment, the slit pitch may be set to a slit pitch at which the slit loss takes the second or third minimum value when the slit pitch is increased from 0 μm. For example, as shown in FIGS. 9 and 11, the slit loss that is the second or third minimum value is also smaller than the slit loss that is the second or third minimum value when there is no gap.
(実施の形態3)
図14は、実施の形態3に係る光導波路素子であるマッハツェンダー光干渉計(Mach-Zehnder interferometer:MZI)素子の模式的な平面図である。図14に示すように、石英系ガラスからなるMZI素子60は、石英ガラスまたはシリコンからなる基板上に形成されたクラッド部61と、クラッド部61の内部に配置されたコア部としての光導波路62と、クラッド部61において光導波路62を分断するように、互いに平行に形成された2つのスリット63a、63bと、スリット63a、63bのそれぞれに挿入された2個の1/2波長板64a、64bとを備えている。
(Embodiment 3)
FIG. 14 is a schematic plan view of a Mach-Zehnder interferometer (MZI) element that is an optical waveguide element according to the third embodiment. As shown in FIG. 14, the
光導波路62は、光が入力される側である2つの入力光導波路62aと、方向性結合器からなる50%光カプラ62bと、2つのアーム光導波路62cと、方向性結合器からなる50%光カプラ62dと、光が出力する側である2つの出力光導波路62eと、が順次接続されて構成されている。光導波路62を構成する各光導波路は、いずれもクラッド部61に対する比屈折率差Δが1.2%である。各光導波路の長手方向に垂直な面での断面のサイズは、6μm×6μmであるが、アーム光導波路62cにおいては、スリット63a、63bが形成される領域において、導波路幅は19.5μmに拡大されている。ただし、光導波路62の比屈折率差Δや断面のサイズは、上記に限定されず、MZI素子60に入力されるべき光がシングルモードで導波するように設定されることが好ましい。また、2つのアーム光導波路62c間には、FSR(Free Spectral Range)が約23GHzになるように光路差が設けられている。
The
スリット63aは、アーム光導波路62cの長手方向中央に形成されており、スリット63bは、それよりも出力光導波路62e側に形成されており、いずれもアーム光導波路62cを分断している。スリット63a、63bは、光導波路62の長手方向に垂直な面に対して、当該面および基板に平行な線を軸として8度傾斜させて形成されている。スリット63a、63bのスリット幅は等しく、たとえば15μm〜30μmである。
The
スリット63aに挿入される1/2波長板64aは、その主軸が、TM偏波の方向とTE偏波の両方向に対して45度をなすように挿入されて光学接着剤で固定されている。また、スリット63bに挿入される1/2波長板64bは、その主軸が、TE偏波の方向と平行になるように挿入されて光学接着剤で固定されている。
The half-
このMZI素子60では、1/2波長板64a、64bを用いることで、特許文献1に記載されているように、50%光カプラ62bで偏波変換が発生した場合でも、偏波変換光の干渉条件が偏波変換されない通常光の干渉条件と同一となるため、PDF(Polarization Dependent Frequency shift:偏波乖離量)の劣化を抑制することができる。なお、PDFとは、光干渉計によって生じた透過特性の周波数のピークが、光導波路を伝搬する光の2つの偏波状態(TM偏波とTE偏波)の間で差が生じる現象のことである。
In this
さらに、このMZI素子60では、2つのスリット63a、63b間のスリットピッチP3が、実施の形態1のスリットピッチP1と同様に約170μmという大きな値に設定されている。これによって、MZI素子60は、スリット63a、63bによるスリット損失を抑制されつつ、光学特性や信頼性の低下が抑制されている。
Further, in the
スリットピッチP3の設定について具体的に説明する。本発明者らは、実施の形態3に係るMZI素子において、スリットピッチとスリット損失との関係を調べるために、図14に示す構成を有し、スリットピッチを様々に設定したMZI素子を製造した。そして、製造した各MZI素子の入力光導波路の一方から、波長1.55μmのTM偏波またはTE偏波の光を入力し、出力光導波路の一方から出力された光の強度を測定し、スリット損失を調べた。 The setting of the slit pitch P3 will be specifically described. In order to investigate the relationship between the slit pitch and the slit loss in the MZI element according to Embodiment 3, the present inventors manufactured an MZI element having the configuration shown in FIG. 14 and variously set the slit pitch. . Then, TM polarized light or TE polarized light with a wavelength of 1.55 μm is input from one of the input optical waveguides of each manufactured MZI element, and the intensity of the light output from one of the output optical waveguides is measured. I examined the loss.
図15は、図14に示す構成のMZI素子におけるスリットピッチとスリット損失との関係の一例を示す図である。図15に示すように、図3の結果と同様に、スリットピッチを増加させるにつれて、スリット損失は周期的に変化した。矢印Ar6、Ar7は、スリットピッチが、それぞれ約170μm、約275μmの位置を示しており、これらのスリットピッチで、スリット損失が極小値となっている点も、図3と同様であった。なお、スリット損失としては、スリットピッチを約170μm、約275μmとすることによって、約0.8dBと小さくすることができることを確認した。 FIG. 15 is a diagram showing an example of the relationship between the slit pitch and the slit loss in the MZI element having the configuration shown in FIG. As shown in FIG. 15, similarly to the result of FIG. 3, the slit loss changed periodically as the slit pitch was increased. Arrows Ar6 and Ar7 indicate the positions at which the slit pitches are about 170 μm and about 275 μm, respectively, and the slit loss has a minimum value at these slit pitches, as in FIG. It was confirmed that the slit loss can be reduced to about 0.8 dB by setting the slit pitch to about 170 μm and about 275 μm.
(実施の形態4)
図16は、実施の形態4に係るMZI素子の模式的な平面図である。図16に示すように、MZI素子70は、図14に示すMZI素子60において、スリットピッチをスリットピッチP4に設定し、光導波路62を光導波路72に置き換えた構成を有する。
(Embodiment 4)
FIG. 16 is a schematic plan view of an MZI element according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 16, the
光導波路72は、光導波路62において、2つのアーム光導波路62cを2つのアーム光導波路72cに置き換えた構成を有する。2つのアーム光導波路72cは、2つのアーム光導波路62cに放射損失部としての2つのギャップ75をそれぞれ設けたものである。ギャップ75は、アーム光導波路72cが分断され、その間がクラッド部61と同じ材料で埋められることによって構成されている。4つのギャップ75のギャップ幅は略等しく設定されている。
The
このMZI素子70では、実施の形態2と同様に、スリット63a、63bにおける放射モードが、ギャップ75における放射モードと結合するため、ギャップ75が無い場合よりもスリット損失が抑制される。また、ギャップ75の存在によって、スリットピッチを、図15に示すようなスリット損失が極小値になる値としなくても、スリット損失が抑制される。したがって、スリット損失を抑制しつつ、スリットピッチを大きくすることができるので、MZI素子70の光学特性や信頼性の低下が抑制される。また、スリットピッチの設計の自由度も高い。
In this
なお、スリットピッチやギャップ幅については、上記の実験2やBPM法を用いた計算結果で示した好適な値とすることができる。たとえば、スリットピッチを200μmとし、ギャップ幅を20μmとすることができる。
The slit pitch and the gap width can be set to suitable values shown in the above-described
(実施の形態5)
図17は、実施の形態5に係る復調用遅延回路の概略構成を示す平面図である。図17に示す復調用遅延回路101は、たとえば、伝送速度が40GbpsのDQPSK方式を用いた光伝送システムに使用される40GbpsDQPSK用遅延復調デバイスである(本願発明者による特許文献2も参照)。
(Embodiment 5)
FIG. 17 is a plan view showing a schematic configuration of the demodulation delay circuit according to the fifth embodiment. The
復調用遅延回路101は、DQPSK信号が入力される入力光導波路102と、入力されるDQPSK信号の光パワーをモニタPDにてモニタするため、入力光導波路102を伝搬する光信号の5%をモニタ出力導波路181へと分岐するタップカプラ180と、タップカプラ180にて分岐されなかった残りの光信号を略等分岐する光分岐器としてのY分岐導波路103と、Y分岐導波路103により分岐されたDQPSK信号をそれぞれ1ビット遅延させるMZI素子104、105と、を備えている。なお、モニタ出力導波路181には不図示のモニタPDが接続されている。なお、本実施の形態ではタップカプラ180の分岐比は5%であるが、20%以下が好ましく、5%〜10%がさらに好ましい。
The
復調用遅延回路101は、1/2波長板147、170をさらに備え、導波路の交差点162、164を有する。1/2波長板147、170については後に説明する。
The
MZI素子104は、Y分岐導波路103の一方の出力側に接続された導波路114に接続された入力側カプラ106と、2つの出力光導波路121、122に2つの出力端がそれぞれ接続された出力側カプラ107と、両カプラ106、107間に接続された長さの異なる遅延導波路である2つのアーム光導波路108、109とを有する。同様に、MZI素子105は、Y分岐導波路103の他方の出力側に接続された導波路115に接続された入力側カプラ110と、2つの出力光導波路123、124に2つの出力端がそれぞれ接続された出力側カプラ111と、両カプラ110、111間に接続された遅延導波路である長さの異なる2つのアーム光導波路112、113とを有する。なお、このMZI素子104、105は、その比屈折率差や光導波路のサイズ、FSR等は、実施の形態4のMZI素子と同様に設定されている。
The MZI element 104 has an
入力側カプラ106、110および出力側カプラ107、111は、それぞれ2入力×2出力型の50%カプラである。そして、MZI素子104の入力側カプラ106の2つの入力端の一方が導波路114に接続されている。MZI素子105の入力側カプラ110の2つの入力端の一方が、導波路115に接続されている。
The input-
また、MZI素子104は、入力側カプラ106における光の伝搬方向と出力側カプラ107における光の伝搬方向が略180度異なるようにアーム光導波路108、109が屈曲して形成されている。同様に、MZI素子105は、入力側カプラ110における光の伝搬方向と出力側カプラ111における光の伝搬方向が略180度異なるようにアーム光導波路112、113が屈曲して形成されている。
Further, the MZI element 104 is formed by bending the arm
また、MZI素子104の出力側カプラ107の2つの出力端(スルーポートとクロスポート)は、出力光導波路121、122にそれぞれ接続されている。同様に、MZI素子105の出力側カプラ111の2つの出力端(スルーポートとクロスポート)は、出力光導波路123、124にそれぞれ接続されている。出力光導波路121、122、123、124は、それぞれ出力ポートPout1、Pout2、Pout3、Pout4に接続している。
The two output ends (through port and cross port) of the
また、MZI素子104において、長さが長い方のアーム光導波路108を伝搬するDQPSK信号の位相を、長さが短い方のアーム光導波路109を伝搬するDQPSK信号の位相に対して、シンボルレートの1ビット(1ビットのタイムスロット:1タイムスロット)に相当する遅延量だけ遅延させる光路長差を持たせてある。例えば、シンボルレートが40Gbpsの場合、Iチャネル、Qチャネルそれぞれのシンボルレートは半分の20Gbpsでよいので、遅延量は50ps(ピコ秒)である。同様に、MZI素子105において、長さが長い方のアーム光導波路112を伝搬するDQPSK信号の位相を、長さが短い方のアーム光導波路113を伝搬するDQPSK信号の位相に対して、シンボルレートの1ビットに相当する遅延量(例えば、シンボルレートが40Gbpsの場合、50psの遅延量)だけ遅延させる光路長差を持たせてある。なお、遅延量は、正確に1ビットに相当する量に限られない。たとえば、システム構成によっては、略1ビットであるが1ビットから少しずらした遅延量として、各ビットが隣接するビットと干渉するように設定する場合もある。
Further, in the MZI element 104, the phase of the DQPSK signal propagating through the longer arm
また、MZI素子104、105には、90度だけ位相がずれた干渉特性を持たせている。そのため、MZI素子104のアーム光導波路108、109の光路長差は、上記1ビットに相当する遅延量に、光信号の位相で1/4πに相当する長さだけ長く設定されている。一方、MZI素子105のアーム光導波路112、113の光路長差は、上記1ビットに相当する遅延量に、光信号の位相で1/4πに相当する長さだけ短く設定されている。
これにより、MZI素子104で干渉する隣接するタイムスロットの光の位相と、MZI素子105で干渉する隣接するタイムスロットの光の位相とが90度だけずれる。
Further, the
As a result, the phase of the light in the adjacent time slot that interferes with the MZI element 104 and the phase of the light in the adjacent time slot that interferes with the
1/2波長板147、170は、MZI素子104、105の各アーム光導波路108、109、112、113を分断するように設けられたスリット148、171内に挿入されている。1/2波長板147は、その主軸が、TM偏波の方向とTE偏波の両方向に対して45度をなすように挿入されている。また、1/2波長板170は、その主軸が、TE偏波の方向と平行になるように挿入されている。スリット148は各アーム光導波路108、109、112、113の長手方向の中央に位置し、スリット171は、それよりも出力側に約275μmのスリットピッチで形成されている。スリット148、171は、各アーム光導波路108、109、112、113が平行になっている部分の長手方向に垂直な面に対して、当該面および基板に平行な線を軸として8度傾斜させて形成されている。
The half-
なお、交差点162、164では、MZI素子104のアーム光導波路109とMZI素子105のアーム光導波路112とが交差しているが、各アーム導波路をそれぞれ伝搬する光(DQPSK信号)は、各交差点162、164を通った後も、そのまま同じアーム導波路を伝搬していく。
Note that, at the
また、MZI素子104の短い方のアーム導波路であるアーム光導波路109の光路長と、MZI素子105の短い方のアーム導波路であるアーム光導波路113の光路長とが互いに異なり、かつ、Y分岐導波路103からMZI素子104のアーム光導波路109を経てMZI素子104の出力側(出力光導波路121、122の出力ポートPout1、Pout2)に至るまでの各光路長と、Y分岐導波路103からMZI素子105のアーム光導波路113を経てMZI素子105の出力側(出力光導波路123、124の出力ポートPout3、Pout4)に至るまでの光路長とを全て略等しくしている。
Further, the optical path length of the arm
また、MZI素子104、105の各アーム光導波路108、109、112、113上には、トリミングのためのヒータA,B,C,D,E,F,G,Hがそれぞれ形成されている。各ヒータA〜Hは、対応するアーム光導波路の上方にあって、クラッド部上にスパッタにより形成されたTa系の薄膜ヒータである。
Further, heaters A, B, C, D, E, F, G, and H for trimming are formed on the arm
復調用遅延回路101では、MZI素子104にあっては、入力されたDQPSK信号がY分岐導波路103で分岐され、その分岐されたDQPSK信号が、MZI素子104の長さの異なるアーム光導波路108、109を伝搬する。MZI素子104は、アーム光導波路108を伝搬するDQPSK信号の位相を、アーム光導波路109を伝搬する光信号の位相に対してシンボルレートの1ビットに相当する遅延量+1/4πだけ遅延させるようになっている。同様に、MZI素子105は、アーム光導波路112を伝搬するDQPSK信号の位相を、アーム光導波路113を伝搬する光信号の位相に対してシンボルレートの1ビットに相当する遅延量−1/4πだけ遅延させるようになっている。
In the
復調用遅延回路101においても、実施の形態3と同様に、1/2波長板147、170を用いることで、PDFの劣化を、たとえば250MHz以下に抑制することができる。さらに、2つのスリット148、171間のスリットピッチが、実施の形態1のスリットピッチP1と同様に約275μmという大きな値に設定されている。これによって、MZI素子104、105は、スリット148、171によるスリット損失が抑制されつつ、光学特性や信頼性の低下が抑制されている。たとえば、スリット損失については、スリットピッチを200μmに設定した場合よりも約0.5dB程度低減することができる。
Also in the
(実施の形態6)
図18は、実施の形態6に係る光導波路素子の模式的な平面図である。図18に示すように、光導波路素子80は、石英ガラスまたはシリコンからなる基板上に形成されたクラッド部81と、クラッド部の内部に配置されたコア部としての光導波路82と、クラッド部81において光導波路82を分断するように、互いに平行に形成された3つのスリット83a、83b、83cと、各スリット83a、83b、83cに挿入された光学素子としての偏光子84a、1/2波長板84b、偏光子84cと、光導波路82に、各スリット間に2つずつ設けられた放射損失部としてのギャップ85とを設けたものである。
(Embodiment 6)
FIG. 18 is a schematic plan view of an optical waveguide device according to the sixth embodiment. As shown in FIG. 18, the
偏光子84aの透過軸は一方の偏波(たとえばTM偏波)と平行になるように挿入されている。偏光子84cの透過軸は偏光子84aの透過軸と直交する偏波(たとえばTE偏波)と平行になるように挿入されている。1/2波長板84bは、その主軸が、TM偏波の方向とTE偏波の両方向に対して45度をなすように挿入されている。
The transmission axis of the
クラッド部81の材質、光導波路82の材質やサイズは、上記の各実施の形態の対応する要素と同様のものである。3つのスリット83a、83b、83cのスリット幅は24μmである。スリットピッチP5、P6は略等しく、たとえば275μmである。また、各ギャップ85は、スリットピッチP5またはP6を3等分した位置をギャップ幅の中心位置として形成したものである。ギャップ幅W3は20μmである。
The material of the
この光導波路素子80では、紙面左側から、偏光子84aの透過軸に平行な直線偏波成分が大部分である光を入力させると、偏光子84aが当該光に含まれるクロストーク成分をカットして透過し、1/2波長板84bが当該光を偏波変換して透過し、偏光子84cが偏波変換された光に含まれるクロストーク成分をさらにカットして透過し、紙面右側に出力する。
In this
この光導波路素子80でも、スリット83a、83b、83cのスリット損失が抑制されつつ、光学特性や信頼性の低下が抑制される。
In this
なお、スリットに挿入される光学素子としては、1/2波長板や偏光子に限られず、他の偏波素子や光学フィルタなどを適用することができる。各スリットに挿入される光学素子の種類は互いに異なっていても良い。また、スリットの数やギャップの数は特に限定されない。スリットの数は複数であればよく、ギャップの数は少なくとも1つであればよい。スリットピッチやギャップ幅は、スリットの数やギャップの数を勘案して、スリット損失が低減され、極小または最小になるように設定することができる。また、スリットに光学素子を挿入しない場合でも、スリットピッチを適正な値とし、および/またはギャップを設けることによって、スリットによる放射損失が抑制されつつ、光学特性や信頼性の低下が抑制された光導波路素子を実現できる。 The optical element inserted into the slit is not limited to a half-wave plate or a polarizer, and other polarization elements or optical filters can be applied. The types of optical elements inserted into the slits may be different from each other. Further, the number of slits and the number of gaps are not particularly limited. The number of slits may be plural, and the number of gaps may be at least one. The slit pitch and gap width can be set so that the slit loss is reduced and minimized or minimized in consideration of the number of slits and the number of gaps. In addition, even when no optical element is inserted into the slit, by setting the slit pitch to an appropriate value and / or providing a gap, light loss in which the optical loss and reliability are suppressed while the radiation loss due to the slit is suppressed is suppressed. A waveguide element can be realized.
また、本発明では、ギャップのような放射損失が発生する放射損失部であれば、ギャップに換えて設けることができる。このような放射損失部としては、光導波路同士が互いに交差する交差部がある。 Moreover, in this invention, if it is a radiation loss part which generate | occur | produces radiation loss like a gap, it can replace with a gap and can be provided. As such a radiation loss portion, there is an intersection where the optical waveguides intersect each other.
また、本発明に係る光導波路素子は、MZI素子に限らず、AWG素子、コヒーレントミキサ、スプリッタなどの各種光導波路回路に適用できる。 The optical waveguide device according to the present invention is not limited to an MZI device, but can be applied to various optical waveguide circuits such as an AWG device, a coherent mixer, and a splitter.
また、本発明は、石英系ガラスからなる光導波路素子に限られず、他のガラスや、ポリマー、半導体等の、光導波路を構成できる各種材料からなる光導波路素子に適用できる。 The present invention is not limited to an optical waveguide element made of quartz glass, but can be applied to optical waveguide elements made of various materials that can form an optical waveguide, such as other glass, polymers, and semiconductors.
また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 Further, the present invention is not limited by the above embodiment. What was comprised combining each component mentioned above suitably is also contained in this invention. Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspect of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
10、30、80 光導波路素子
11、21、22、61、81 クラッド部
12、22、32、62、72、82 光導波路
13、23、63a、63b、83a、83b、83c、148、171 スリット
14a、14b、24a、24b、64a、64b、84b、147、170 1/2波長板
20 実験用光導波路素子
35、45、75、85 ギャップ
40、50 実験用光導波路
60、70、104、105 MZI素子
62a、102 入力光導波路
62b、62d 50%光カプラ
62c、72c、108、109、112、113 アーム光導波路
62e、121、122、123、124 出力光導波路
84a、84c 偏光子
101 復調用遅延回路
103 分岐導波路
106、110 入力側カプラ
107、111 出力側カプラ
114、115 導波路
162、164 交差点
180 タップカプラ
181 モニタ出力導波路
A、B、C、D、E、F、G、H ヒータ
Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5、Ar6 矢印
B 基板
d 距離
P1、P2、P3、P4、P5、P6、Ar7 スリットピッチ
Pout1、Pout2、Pout3、Pout4 出力ポート
S 領域
W1 スリット幅
W2、W3 ギャップ幅
10, 30, 80
Claims (12)
前記クラッド部内に配置され、前記クラッド部よりも屈折率が高い光導波路と、
前記クラッド部において前記光導波路を分断するように形成された複数のスリットと、
を備え、前記複数のスリット間の離間間隔は、離間間隔を0μmから増加させたときに前記スリットによる放射損失が周期的に極小値を取る場合において、前記極小値に対応する離間間隔のうち、値が小さい方から2番目以降の離間間隔に設定されていることを特徴とする光導波路素子。 A cladding part;
An optical waveguide disposed in the cladding part and having a higher refractive index than the cladding part;
A plurality of slits formed so as to divide the optical waveguide in the cladding portion;
The separation interval between the plurality of slits is a separation interval corresponding to the minimum value when radiation loss due to the slit periodically takes a minimum value when the separation interval is increased from 0 μm. An optical waveguide device characterized in that the second and subsequent spacing intervals are set from the smallest value.
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