JP2015055725A - 光導波路素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1を参照して、この発明の実施形態の光導波路素子の構成について説明する。図1は、光導波路素子の構成を示す概略的斜視図である。図1に示すように、この発明の実施形態の光導波路素子は、次のように構成されている。
図2を参照して、この発明の実施形態の光導波路素子の動作を説明する。図2は、第1〜第3導波路コアを上面から見た概略平面図である。図2では、第3導波路コア20の下に第1導波路コア16と第2導波路コア18が配置されているが、第1導波路コア16と第2導波路コア18を見せやすくするため破線ではなく実線で示してある。
シミュレーションによって光導波路素子の動作を検証したので、以下のその結果について説明する。シミュレーションは、ビーム伝搬法(BPM: Beam Propagation Method)によって行った。
光導波路素子を構成する光導波路パターン構造体は、例えば、SOI(Silicon on Insulator)基板を入手して、以下の工程によって形成できる。SOI基板は、広く市販品として入手可能であり、シリコン基板に酸化シリコン層、及びこの酸化シリコン層上に光導波路の厚みに等しい厚みHのシリコン層が形成されている。まず、このSOI基板を用意するステップを実行する。
12:下部クラッド層
14:上部クラッド層
16:第1導波路コア
18:第2導波路コア
20:第3導波路コア
Claims (4)
- 第1導波路コア、第2導波路コア、第3導波路コアを備え、
前記第3導波路コアの幅及び厚みは光ファイバからの出力光を入力するに十分であり、前記第1導波路コアと前記第2導波路コアの幅及び厚みは、シリコン光導波路素子の光導波路に入力させる入力光のスポットサイズとするに十分であり、
前記第1導波路コアと前記第2導波路コアは、近接させて並置され、
前記第1導波路コアの幅は、第2導波路コアの幅よりも狭く、
前記第1導波路コアと前記第2導波路コアの中心間距離は、入力側から出力側に向けて連続的に広がっており、
前記第2導波路コアの幅は、入力側から出力側に向けて連続的に広がっており、
前記第3導波路コアへの入力光のTMモード(Transverse Magnetic mode)成分は、前記第1導波路コアと前記第2導波路コアで形成される複合導波路の反対称伝搬モードと位相整合して、前記第1導波路コアへ移行し、
前記第3導波路コアへの入力光のTEモード(Transverse Electric mode)成分は、前記第1導波路コアと前記第2導波路コアで形成される前記複合導波路の対称伝搬モードと位相整合して、前記第2導波路コアへ移行する
ことを特徴とする光導波路素子。 - 下部クラッド層、上部クラッド層、第1導波路コア、第2導波路コア、第3導波路コアを備え、
前記第1導波路コア及び前記第2導波路コアは、前記下部クラッド層上に並列して配置され、前記下部クラッド層と前記上部クラッド層とで囲まれて形成されており、
前記第3導波路コアは、記第1導波路コア及び前記第2導波路コアの上に、前記上部クラッド層を挟んで形成されており、
前記第3導波路コアの幅及び厚みは光ファイバからの出力光を入力するに十分であり、前記第1導波路コアと前記第2導波路コアの幅及び厚みは、シリコン光導波路素子の光導波路に入力させる入力光のスポットサイズとするに十分であり、
前記第1導波路コアと前記第2導波路コアは、近接させて並置され、
前記第1導波路コアの幅は、第2導波路コアの幅よりも狭く、
前記第1導波路コアと前記第2導波路コアの中心間距離は、入力側から出力側に向けて連続的に広がっており、
前記第2導波路コアの幅は、入力側から出力側に向けて連続的に広がっており、
前記第3導波路コアへの入力光のTMモード(Transverse Magnetic mode)成分は、前記第1導波路コアと前記第2導波路コアで形成される複合導波路の反対称伝搬モードと位相整合して、前記第1導波路コアへ移行し、
前記第3導波路コアへの入力光のTEモード(Transverse Electric mode)成分は、前記第1導波路コアと前記第2導波路コアで形成される複合導波路の対称伝搬モードと位相整合して、前記第2導波路コアへ移行する
ことを特徴とする光導波路素子。 - 前記第1導波路コア及び前記第2導波路コアの厚みは、前記入力光が基本伝搬モードで伝搬する条件を満たす厚みに形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の光導波路素子。
- 下部クラッド層、上部クラッド層、第1導波路コア、第2導波路コア、第3導波路コアを備え、
前記第1導波路コア及び前記第2導波路コアが、前記下部クラッド層上に並列して配置され、前記下部クラッド層と前記上部クラッド層とで囲まれて形成されており、
前記第3導波路コアが、記第1導波路コア及び前記第2導波路コアの上に、前記上部クラッド層を挟んで形成されており、
前記第3導波路コアに入力された入力光が、前記前記第1導波路コア及び前記第2導波路コアから直交偏波成分が分離されて出力される
光導波路素子の製造方法であって、
シリコン基板に酸化シリコン層、及びこの酸化シリコン層上に前記第1導波路コアと前記第2導波路コアの厚みに等しい厚みのシリコン層が形成されているSOI(Silicon on Insulator)基板を用意するステップと、
前記SOI基板の酸化シリコン層上に形成されているシリコン層に対して、前記第1導波路コアと前記第2導波路コアを残すドライエッチングを行うドライエッチングステップと、
エッチング処理で残された前記第1導波路コアと前記第2導波路コアを取り囲む酸化シリコン層を化学気相成長(CVD: Chemical Vapor Deposition)法によって形成するCVDステップと、
前記CVD法によって形成された酸化シリコン層の上面が平坦になるように研磨し、前記上部クラッド層として形成する上部クラッド層形成ステップと、
前記上部クラッド層上に、第3導波路コアを形成する第3導波路コア形成ステップと
を含むことを特徴とする光導波路素子の製造方法。
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Cited By (2)
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JP6002795B1 (ja) * | 2015-03-30 | 2016-10-05 | 沖電気工業株式会社 | スポットサイズ変換器 |
JP2020178334A (ja) * | 2019-04-17 | 2020-10-29 | 方可成 | 多重ビット光コンピューティングシステム |
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JP7042777B2 (ja) | 2019-04-17 | 2022-03-28 | 方可成 | 多重ビット光コンピューティングシステム |
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