JP2015187636A - Optical module - Google Patents

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覚志 村尾
Satoshi Murao
覚志 村尾
瑞基 白尾
Mizuki Shirao
瑞基 白尾
敬太 望月
Keita Mochizuki
敬太 望月
義也 佐藤
Yoshiya Sato
義也 佐藤
伸夫 大畠
Nobuo Ohata
伸夫 大畠
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical module capable of improving mass productivity and cost saving.SOLUTION: The optical module is constituted of cores 11 and 12 which are waveguides through which light transmits in a single mode; and a clad formed around the cores 11 and 12. The optical module includes: a Mach-Zehnder interferometer employing a half coupling length 2 core coupling waveguide structure; and a phase control unit 11D that controls the phase of the light passing through either one of two arm waveguides 11B and 12B constituting the Mach-Zehnder interferometer.

Description

本発明は、光モジュールに関する。   The present invention relates to an optical module.

平面光導波路光学系を組み立てる場合、レーザ(LD:Laser Diode)等のアクティブ媒質によって発せられた光を外部から入力しなければならない。この場合、LDによる導波路コアへの結合効率は、導波路モード同士の重なり積分が小さくなるほど低下するため、デバイスには一般に、光軸と垂直をなす面内における位置に対し、位置トレランス1μm以下の高精度実装が要求される。   When a planar optical waveguide optical system is assembled, light emitted by an active medium such as a laser (LD: Laser Diode) must be input from the outside. In this case, since the coupling efficiency of the LD to the waveguide core decreases as the overlap integral between the waveguide modes decreases, the device generally has a position tolerance of 1 μm or less with respect to the position in the plane perpendicular to the optical axis. High-precision mounting is required.

下記の特許文献1には、LDと導波路との間に配置したレンズ位置を調整する系とし、レンズを把持するステンレス部材をYAGレーザ照射による応力を利用して変形させ、レンズを微小移動させる方法が開示されている。また、特許文献2では、特許文献1と同様の系に対し、微小電気機械システム(MEMS:Micro Electro Mechanical Systems)を利用してレンズを微小移動させ、ハンダで位置固定させる方法が開示されている。さらに、非特許文献1では、レンズを用いず、LDと導波路をバットジョイントする系とし、導波路のLD入射部分をトライデント型と呼ばれる三つ又構造として、LDの位置トレランスを向上させる方法が開示されている。また、特許文献3では、導波路を単一モード(SM:Single Mode)ではなく、マルチモード(MM:Multi Mode)とすることにより、LDの位置トレランスを緩和する方法が開示されている。   In Patent Document 1 below, a lens position disposed between an LD and a waveguide is adjusted, and a stainless steel member that holds the lens is deformed by using a stress caused by YAG laser irradiation to move the lens slightly. A method is disclosed. Further, Patent Document 2 discloses a method in which a lens is finely moved using a micro electro mechanical system (MEMS) with respect to a system similar to Patent Document 1, and the position is fixed with solder. . Further, Non-Patent Document 1 discloses a method for improving the position tolerance of an LD by using a system in which an LD and a waveguide are butt-joined without using a lens, and an LD incident portion of the waveguide is a trident structure called a trident type. ing. Patent Document 3 discloses a method of relaxing the positional tolerance of an LD by setting a waveguide to a multimode (MM) instead of a single mode (SM).

特開2013−231937号公報JP 2013-231937 A 米国特許出願公開第2011/0013869号明細書US Patent Application Publication No. 2011/0013869 国際公開第2004/104662号International Publication No. 2004/104662

N.Hatori et al., “A novel spot size convertor for hybrid integrated light sources on photonics-electronics convergence system”, in Proc.Group IV Photonics, ThB2(2012).N. Hatori et al., “A novel spot size convertor for hybrid integrated light sources on photonics-electronics convergence system”, in Proc. Group IV Photonics, ThB2 (2012).

特許文献1および2に記載の発明では、レンズに要求される位置トレランスが小さいため、量産性に問題があった。また、特許文献2に記載の発明では、機械システムごとモジュールに組み込まれてしまうため、コスト面での問題もあった。   In the inventions described in Patent Documents 1 and 2, since the positional tolerance required for the lens is small, there is a problem in mass productivity. Further, the invention described in Patent Document 2 has a problem in terms of cost because it is incorporated in the module together with the mechanical system.

非特許文献1に記載の発明は、導波路のLD入射部分の形状を工夫することにより、導波路のスポットサイズを拡大できるため、LDに要求される位置トレランスを緩和することが可能である。しかし、その緩和量は小さく、依然LDには1μm以下の位置トレランスが要求されるため、量産性に問題があった。   In the invention described in Non-Patent Document 1, since the spot size of the waveguide can be increased by devising the shape of the LD incident portion of the waveguide, the position tolerance required for the LD can be reduced. However, the amount of relaxation is small, and the LD still requires a position tolerance of 1 μm or less, which causes a problem in mass productivity.

特許文献3に記載の発明では、位置トレランスを拡大する代償として、導波路において、基本モードのみならず、高次モードも伝搬してしまう。そのため、変調信号の波形がモード分散の影響を受けて歪むという問題があった。さらに、高次モードは導波路出射側に配置する別の導波路(光ファイバ)がSMである場合には結合に寄与しないため、結合損失が大きくなるという問題もあった。   In the invention described in Patent Document 3, not only the fundamental mode but also the higher order mode propagates in the waveguide as a compensation for expanding the position tolerance. Therefore, there has been a problem that the waveform of the modulation signal is distorted by the influence of mode dispersion. Further, the high-order mode does not contribute to coupling when another waveguide (optical fiber) arranged on the waveguide exit side is SM, so there is a problem that coupling loss increases.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、量産性の向上とコスト削減を実現する光モジュールを得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain an optical module that realizes improvement in mass productivity and cost reduction.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、単一モードで光を伝送する導波路であるコアおよびコアの周囲に形成されたクラッドにより構成され、半結合長の2コア結合導波路構造を適用したマッハ・ツェンダー干渉計と、前記マッハ・ツェンダー干渉計を構成している2つのアーム導波路のいずれか一方を通過する光の位相を制御する位相制御部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is composed of a core that is a waveguide that transmits light in a single mode and a clad formed around the core, and has two cores with a semi-coupling length. A Mach-Zehnder interferometer to which a coupled waveguide structure is applied, and a phase control unit that controls the phase of light passing through one of the two arm waveguides constituting the Mach-Zehnder interferometer. It is characterized by that.

本発明によれば、量産性の向上および低コスト化を実現可能な光モジュールを得ることができる、という効果を奏する。   According to the present invention, there is an effect that it is possible to obtain an optical module capable of improving mass productivity and reducing costs.

図1は、本発明にかかる光モジュールの構成例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration example of an optical module according to the present invention. 図2は、光導波路の構造の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the structure of the optical waveguide. 図3は、光導波路の構造の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the structure of the optical waveguide. 図4は、光導波路の構造の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of the structure of the optical waveguide. 図5は、光導波路の要部を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a main part of the optical waveguide. 図6は、光導波路の要部を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a main part of the optical waveguide. 図7は、光導波路の要部を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a main part of the optical waveguide. 図8は、SM入力導波路が1つである場合の結合パワーとLD−導波路偏芯量の関係例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship example between the coupling power and the LD-waveguide eccentricity when there is one SM input waveguide. 図9は、実施の形態1を適用した場合の結合パワーとLD−導波路偏芯量の関係例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the relationship between the coupling power and the LD-waveguide eccentricity when the first embodiment is applied. 図10は、実施の形態3の2コア結合導波路の構成例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the two-core coupled waveguide according to the third embodiment. 図11は、実施の形態4の2コア結合導波路の構成例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of the two-core coupled waveguide according to the fourth embodiment.

以下に、本発明にかかる光モジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。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。   Embodiments of an optical module 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.

実施の形態1.
図1は、本発明にかかる光モジュールである光導波路の実施の形態1の構成例を示す構成図である。図1に示したように、光導波路は、光を導波する複数の導波路としてのコア(コア11,12,21,22,31,32,41,42)と、複数のコアの周囲に形成されたクラッド5と、入力された複数の光を合波する光合波部6とを備える。各コアは、入力導波路、アーム導波路および出力導波路により構成されている。すなわち、コア11は、入力導波路11A、アーム導波路11Bおよび出力導波路11Cにより構成され、コア12は、入力導波路12A、アーム導波路12Bおよび出力導波路12Cにより構成されている。コア21は、入力導波路21A、アーム導波路21Bおよび出力導波路21Cにより構成され、コア22は、入力導波路22A、アーム導波路22Bおよび出力導波路22Cにより構成されている。コア31は、入力導波路31A、アーム導波路31Bおよび出力導波路31Cにより構成され、コア32は、入力導波路32A、アーム導波路32Bおよび出力導波路32Cにより構成されている。コア41は、入力導波路41A、アーム導波路41Bおよび出力導波路41Cにより構成され、コア42は、入力導波路42A、アーム導波路42Bおよび出力導波路42Cにより構成されている。出力導波路12C、22C、32Cおよび42Cは光合波部6に接続されている。また、光源としての外部のLD(Laser Diode)101から104より出射された光が対応する各コアに入射する構成となっている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a configuration example of a first embodiment of an optical waveguide which is an optical module according to the present invention. As shown in FIG. 1, the optical waveguide has a plurality of cores (cores 11, 12, 21, 22, 31, 32, 41, 42) that guide light and around the cores. The formed cladding 5 and an optical multiplexing unit 6 that multiplexes a plurality of inputted lights are provided. Each core includes an input waveguide, an arm waveguide, and an output waveguide. That is, the core 11 is composed of an input waveguide 11A, an arm waveguide 11B, and an output waveguide 11C, and the core 12 is composed of an input waveguide 12A, an arm waveguide 12B, and an output waveguide 12C. The core 21 includes an input waveguide 21A, an arm waveguide 21B, and an output waveguide 21C, and the core 22 includes an input waveguide 22A, an arm waveguide 22B, and an output waveguide 22C. The core 31 includes an input waveguide 31A, an arm waveguide 31B, and an output waveguide 31C. The core 32 includes an input waveguide 32A, an arm waveguide 32B, and an output waveguide 32C. The core 41 includes an input waveguide 41A, an arm waveguide 41B, and an output waveguide 41C, and the core 42 includes an input waveguide 42A, an arm waveguide 42B, and an output waveguide 42C. The output waveguides 12C, 22C, 32C and 42C are connected to the optical multiplexing unit 6. Further, light emitted from an external LD (Laser Diode) 101 as a light source is incident on each corresponding core.

各コアの入力導波路と出力導波路の長さは共にLc/2となっている。なお、Lcは結合長である。すなわち、コア11と12、コア21と22、コア31と32、コア41と42は、それぞれ、半結合長(Lc/2)の2コア結合導波路としたマッハ・ツェンダー干渉計をそれぞれ構成している。本実施の形態の光導波路において、各コア(導波路)は単一モード(SM:Single Mode)で光を伝送するように設計されているものとする。 The lengths of the input waveguide and the output waveguide of each core are both L c / 2. L c is the bond length. That is, the cores 11 and 12, the cores 21 and 22, the cores 31 and 32, and the cores 41 and 42 respectively constitute a Mach-Zehnder interferometer that is a two-core coupling waveguide with a semi-coupling length (L c / 2). doing. In the optical waveguide according to the present embodiment, each core (waveguide) is designed to transmit light in a single mode (SM).

また、光導波路のアーム導波路11B、21B、31B、41Bには、それぞれ、通過する光の位相を変化させる位相制御部11D、21D、31D、41Dが設けられている。位相制御部11D、21D、31Dおよび41Dは、例えば、紫外(UV)光をアーム導波路に照射するなどして位相調整を実現する。各位相制御部は、例えば、シリカ系の導波路、ポリマー導波路、SiN導波路、SiON導波路など、従来構造と同一構成とする。Si導波路の場合は、図2から図4に示したように、ポリシラン等のポリマー材料を上部クラッドに用いる構造(図2)、導波路中に設けた溝に挿入する構造(図3)、もしくはスロット導波路構造(図4)とする。   In addition, phase control units 11D, 21D, 31D, and 41D that change the phase of light passing therethrough are provided in the arm waveguides 11B, 21B, 31B, and 41B of the optical waveguide, respectively. The phase control units 11D, 21D, 31D, and 41D realize phase adjustment by, for example, irradiating the arm waveguide with ultraviolet (UV) light. Each phase control unit has the same configuration as the conventional structure, such as a silica-based waveguide, a polymer waveguide, a SiN waveguide, and a SiON waveguide. In the case of the Si waveguide, as shown in FIGS. 2 to 4, a structure using a polymer material such as polysilane for the upper clad (FIG. 2), a structure inserted into a groove provided in the waveguide (FIG. 3), Alternatively, a slot waveguide structure (FIG. 4) is adopted.

次に、実施の形態1の光導波路の動作を説明する。LD101から104の実装位置について、光軸と垂直方向に偏芯(位置ズレ)が生じた場合でも、2コア結合導波路のいずれかのコアに光が入射すれば、Lc/2伝搬後、位相が異なる光が伝搬することになる。したがって、アーム導波路の一方が備えている位相制御部が位相を制御すれば、後段の結合領域を通過後に光が出力する方向を、光合波部6に接続されている出力導波路側とすることができる。位相制御動作について図5から図7を用いて詳しく説明する。図5から図7は、実施の形態1の光導波路の要部である2コア結合導波路を示す図である。一例として、コア11と12により構成されている2コア結合導波路の入力導波路11A,12A、アーム導波路11B,12B、位相制御部11Dおよび出力導波路11C,12Cを示している。 Next, the operation of the optical waveguide according to the first embodiment will be described. Even if eccentricity (positional deviation) occurs in the direction perpendicular to the optical axis with respect to the mounting positions of the LDs 101 to 104, if light enters one of the cores of the two-core coupled waveguide, after propagation of L c / Light having different phases propagates. Therefore, if the phase control unit provided in one of the arm waveguides controls the phase, the direction in which the light is output after passing through the subsequent coupling region is the output waveguide side connected to the optical multiplexing unit 6. be able to. The phase control operation will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 7 are diagrams showing a two-core coupled waveguide that is a main part of the optical waveguide according to the first embodiment. As an example, input waveguides 11A and 12A, arm waveguides 11B and 12B, a phase control unit 11D, and output waveguides 11C and 12C, which are two-core coupled waveguides configured by cores 11 and 12, are shown.

まず、図5に示したように、LD出射光が伝搬方向に対して左側のコア11(入力導波路11A)に入射した場合、Lc/2伝搬後、右側のコア12において、左側の導波路伝搬光に対してπ/2位相がずれた光が伝搬した状態となる。この場合は、位相制御部11Dにおいて、位相シフト量が0となるようにUV光を照射すれば、光合波部6に接続されている出力導波路12C側に光を出射させることができる。また、図6に示したように、LD出射光が右側のコア12(入力導波路12A)に入射した場合、Lc/2伝搬後、左側のコア11において、右側の導波路伝搬光に対してπ/2位相がずれた光が伝搬した状態となる。この場合は、位相制御部11Dにおいて、位相シフト量がπとなるようにUV光を照射すれば、出力導波路12C側に光を出射させることができる。また、図7に示したように、LD出射光が左側のコア11と右側のコア12の中央に入射した場合、Lc/2伝搬後、左側と右側の導波路において位相が等しい光が伝搬した状態となる。この場合は、位相制御部11Dにおいて、位相シフト量がπ/2となるようにUV光を照射すれば、出力導波路12C側に光を出射させることができる。 First, as shown in FIG. 5, when the LD emitted light is incident on the left core 11 (input waveguide 11 </ b > A) with respect to the propagation direction, after the L c / 2 propagation, Light having a phase shift of π / 2 with respect to the waveguide propagation light is propagated. In this case, if the phase control unit 11D irradiates the UV light so that the phase shift amount becomes 0, the light can be emitted to the output waveguide 12C connected to the optical multiplexing unit 6. In addition, as shown in FIG. 6, when the LD emitted light is incident on the right core 12 (input waveguide 12A), after propagation through L c / 2, in the left core 11 with respect to the right waveguide propagation light. Thus, the light having a phase shift of π / 2 is propagated. In this case, if the phase control unit 11D irradiates the UV light so that the phase shift amount becomes π, the light can be emitted to the output waveguide 12C side. Also, as shown in FIG. 7, when the LD emitted light is incident on the center of the left core 11 and the right core 12, light having the same phase propagates in the left and right waveguides after L c / 2 propagation. It will be in the state. In this case, if the phase control unit 11D irradiates the UV light so that the phase shift amount is π / 2, the light can be emitted to the output waveguide 12C side.

次に、位相制御部11D、21D、31Dおよび41Dの具体的な動作について説明する。シリカ系の導波路の場合、通常のコアはGeをドープして屈折率を高くしているため、UV光照射によって屈折率が変化し、UV光の照射強度ならびに照射する導波路の長さを変えることで、位相を制御することができる。また、ポリマー導波路、SiN導波路およびSiON導波路の場合も同様に、UV光照射によってコアの屈折率を変化させることで位相制御が可能となる。Si導波路の場合は、UV光照射によってSiの屈折率は変化しないため、位相制御部において、UV照射によって屈折率が変化するポリシラン等のポリマー材料を上部クラッドに用いる(図2)、または、ポリマー材料を導波路中に設けた溝に挿入する(図3)、もしくはスロット導波路構造(図4)とすることで、伝搬モードの実効屈折率を変化させることができるため、UV光照射による位相制御を実現することができる。   Next, specific operations of the phase control units 11D, 21D, 31D, and 41D will be described. In the case of a silica-based waveguide, since the refractive index of a normal core is increased by doping Ge, the refractive index is changed by UV light irradiation, and the irradiation intensity of the UV light and the length of the waveguide to be irradiated are changed. By changing the phase, the phase can be controlled. Similarly, in the case of a polymer waveguide, SiN waveguide, and SiON waveguide, phase control can be performed by changing the refractive index of the core by UV light irradiation. In the case of a Si waveguide, since the refractive index of Si does not change by UV light irradiation, a polymer material such as polysilane whose refractive index changes by UV irradiation is used for the upper cladding in the phase control unit (FIG. 2), or By inserting a polymer material into a groove provided in the waveguide (FIG. 3) or a slot waveguide structure (FIG. 4), the effective refractive index of the propagation mode can be changed. Phase control can be realized.

本実施の形態を適用した場合の効果について説明する。図8は、従来のSM入力導波路が1つである場合の結合パワーのLD−導波路偏芯量(位置ズレ)依存性の概念を示す図である。図9は、本実施の形態を適用した場合の結合パワーのLD−導波路偏芯量依存性の概念図を示す図である。本実施の形態を適用した場合、結合導波路の2コアのいずれかに光が入射すれば良いため、LDの位置トレランスを大きくすることが可能となる。具体的には、従来は要求される位置トレランスが約1μmであったものが、約2倍の2μmまで緩和することが可能となる(従来の結合パワーのカーブ2個を横にずらして重ねたような特性になる)。また、本実施の形態の光導波路は、特許文献1,2に記載された発明とは異なり、LD偏芯量(位置ズレ)をサブミクロンの物理位置によって補正するのではなく、位相によって補正するため、量産性に優れる。加えて、特許文献2に記載された発明とは異なり、機械システムを用いないことから、コスト面で優れる。また、非特許文献1に記載された発明とは異なり、要求位置トレランスを約2倍と大幅に緩和できるため、量産性に優れる。さらに、特許文献3に記載された発明とも異なり、LD出射光の入力側に2つのSM導波路を配置することによって実現するため、高次モードの伝搬は原理上生じない。   The effect when this embodiment is applied will be described. FIG. 8 is a diagram illustrating the concept of dependence of coupling power on LD-waveguide eccentricity (positional deviation) when there is one conventional SM input waveguide. FIG. 9 is a diagram showing a conceptual diagram of the dependence of coupling power on the LD-waveguide eccentricity when this embodiment is applied. When this embodiment is applied, it is only necessary that light is incident on one of the two cores of the coupled waveguide, so that the positional tolerance of the LD can be increased. Specifically, the required position tolerance of about 1 μm can be relaxed to 2 μm, which is about twice as much (the two conventional coupling power curves are shifted side by side and overlapped). It becomes a characteristic like this). Further, unlike the inventions described in Patent Documents 1 and 2, the optical waveguide according to the present embodiment corrects the LD eccentricity (position shift) not by the submicron physical position but by the phase. Therefore, it is excellent in mass productivity. In addition, unlike the invention described in Patent Document 2, since no mechanical system is used, the cost is excellent. In addition, unlike the invention described in Non-Patent Document 1, the required position tolerance can be greatly relaxed to about twice, which is excellent in mass productivity. Further, unlike the invention described in Patent Document 3, since it is realized by arranging two SM waveguides on the input side of the LD emitted light, propagation of higher-order modes does not occur in principle.

このように、本実施の形態の光導波路は、半結合長(Lc/2)の2コア結合導波路としたマッハ・ツェンダー干渉計を備え、通過する光の位相を変化させる位相制御部をマッハ・ツェンダー干渉計の2本のアーム導波路のうちの一方が備え、各導波路は単一モードで動作する。これにより、光導波路に対するLDの位置トレランスを大きくすることが可能となり、また、LDの位置ずれに対する補正を位相制御により行うので、光導波路の量産性を向上させることができる。また、低コスト化および性能向上を実現できる。 As described above, the optical waveguide according to the present embodiment includes a Mach-Zehnder interferometer that is a two-core coupled waveguide having a semi-coupling length (L c / 2), and includes a phase control unit that changes the phase of light passing therethrough. One of the two arm waveguides of the Mach-Zehnder interferometer is provided, and each waveguide operates in a single mode. Thereby, it becomes possible to increase the position tolerance of the LD with respect to the optical waveguide, and the correction of the positional deviation of the LD is performed by phase control, so that the mass productivity of the optical waveguide can be improved. Further, cost reduction and performance improvement can be realized.

実施の形態2.
実施の形態2の光導波路を説明する。本実施の形態の光導波路の全体構成は実施の形態1と同様である(図1参照)。本実施の形態の光導波路は、シリカ系の導波路により構成され、各位相制御部は、フェムト秒レーザを照射することにより屈折率を変化させる。
Embodiment 2. FIG.
The optical waveguide according to the second embodiment will be described. The overall configuration of the optical waveguide of the present embodiment is the same as that of the first embodiment (see FIG. 1). The optical waveguide of the present embodiment is constituted by a silica-based waveguide, and each phase control unit changes the refractive index by irradiating a femtosecond laser.

すなわち、本実施の形態の光導波路において、位相制御部は、フェムト秒レーザをアーム導波路に照射することで、瞬間的な高温・高圧状態を実現して圧力波を発生させ、高屈折率化させて位相を制御する。   In other words, in the optical waveguide of the present embodiment, the phase control unit irradiates the arm waveguide with a femtosecond laser, thereby realizing an instantaneous high temperature and high pressure state to generate a pressure wave and increase the refractive index. Control the phase.

なお、フェムト秒レーザを照射することにより屈折率を変化させる技術は、例えば、文献「K.Miura et al.,“Photowritten optical waveguides in various glasses with ultrashort pulse laser,”Appl. Phys. Lett. 71, 3329(1997).」に記載されている。   The technique for changing the refractive index by irradiating a femtosecond laser is described in, for example, the document “K. Miura et al.,“ Photowritten optical waveguides in various glasses with ultrashort pulse laser, ”Appl. Phys. Lett. 71, 3329 (1997). "

このように、シリカ系導波路の場合、フェムト秒レーザの照射により位相制御を実現することができ、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。   Thus, in the case of a silica-based waveguide, phase control can be realized by irradiation with a femtosecond laser, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.

実施の形態3.
実施の形態3の光導波路を説明する。本実施の形態の光導波路の全体構成は実施の形態1と同様である(図1参照)。図10は、実施の形態3の2コア結合導波路の構成例を示す図であり、一例として、コア11と12により構成されている2コア結合導波路を示している。
Embodiment 3 FIG.
The optical waveguide according to the third embodiment will be described. The overall configuration of the optical waveguide of the present embodiment is the same as that of the first embodiment (see FIG. 1). FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the two-core coupled waveguide according to the third embodiment. As an example, a two-core coupled waveguide including the cores 11 and 12 is illustrated.

図示したように、本実施の形態の位相制御部11Dは、ヒータを備え、ヒータを利用してアーム導波路11Bを加熱することにより位相制御を行う。   As illustrated, the phase control unit 11D according to the present embodiment includes a heater, and performs phase control by heating the arm waveguide 11B using the heater.

ヒータを用いると、熱光学効果によって材料の屈折率を変化させることができ、その結果、位相を制御できる。材料の熱光学係数は、例えば、石英を利用したシリカ系導波路の場合は1×10-6/℃、シリコン導波路の場合は18×10-6/℃、ポリマー導波路(フッ素ポリイミド)の場合は約−100×10-6/℃となる。 When the heater is used, the refractive index of the material can be changed by the thermo-optic effect, and as a result, the phase can be controlled. The thermo-optic coefficient of the material is, for example, 1 × 10 −6 / ° C. in the case of silica-based waveguides using quartz, 18 × 10 −6 / ° C. in the case of silicon waveguides, and polymer waveguides (fluorine polyimide). In this case, it is about −100 × 10 −6 / ° C.

本実施の形態を適用した場合にも実施の形態1と同様の効果を得ることができる。   Even when this embodiment is applied, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

実施の形態4.
実施の形態4の光導波路を説明する。本実施の形態の光導波路の全体構成は実施の形態1と同様である(図1参照)。図11は、実施の形態4の2コア結合導波路の構成例を示す図であり、一例として、コア11と12により構成されている2コア結合導波路を示している。
Embodiment 4 FIG.
The optical waveguide according to the fourth embodiment will be described. The overall configuration of the optical waveguide of the present embodiment is the same as that of the first embodiment (see FIG. 1). FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a two-core coupled waveguide according to the fourth embodiment. As an example, a two-core coupled waveguide including cores 11 and 12 is illustrated.

図示したように、本実施の形態の位相制御部11Dは、電極を備えている。例えば、Si導波路の場合、位相制御部11Dがアーム導波路11Bに電界を印加すると、キャリアプラズマ効果により屈折率を変化させることができ、位相制御が可能となる。また、ポリマー導波路の場合には、位相制御部11Dが電界を印加すると、電気光学効果により屈折率を変化させることができ、位相制御が可能となる。   As illustrated, the phase control unit 11D of the present embodiment includes an electrode. For example, in the case of a Si waveguide, when the phase controller 11D applies an electric field to the arm waveguide 11B, the refractive index can be changed by the carrier plasma effect, and phase control is possible. In the case of a polymer waveguide, when the phase controller 11D applies an electric field, the refractive index can be changed by the electro-optic effect, and phase control becomes possible.

本実施の形態を適用した場合にも実施の形態1と同様の効果を得ることができる。   Even when this embodiment is applied, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

以上のように、本発明にかかる光モジュールは、シングルモードで光を伝送するコアを備えて構成された光導波路として有用である。   As described above, the optical module according to the present invention is useful as an optical waveguide configured with a core that transmits light in a single mode.

5 クラッド、6 光合波部、11,12,21,22,31,32,41,42 コア、11A,12A,21A,22A,31A,32A,41A,42A 入力導波路、11B,12B,21B,22B,31B,32B,41B,42B アーム導波路、11C,12C,21C,22C,31C,32C,41C,42C 出力導波路、11D,21D,31D,41D 位相制御部、101,102,103,104 LD(Laser Diode)。   5 Clad, 6 Optical multiplexing part, 11, 12, 21, 22, 31, 32, 41, 42 Core, 11A, 12A, 21A, 22A, 31A, 32A, 41A, 42A Input waveguide, 11B, 12B, 21B, 22B, 31B, 32B, 41B, 42B Arm waveguide, 11C, 12C, 21C, 22C, 31C, 32C, 41C, 42C Output waveguide, 11D, 21D, 31D, 41D Phase control unit, 101, 102, 103, 104 LD (Laser Diode).

Claims (9)

単一モードで光を伝送する導波路であるコアおよびコアの周囲に形成されたクラッドにより構成され、半結合長の2コア結合導波路構造を適用したマッハ・ツェンダー干渉計と、
前記マッハ・ツェンダー干渉計を構成している2つのアーム導波路のいずれか一方を通過する光の位相を制御する位相制御部と、
を備えることを特徴とする光モジュール。
A Mach-Zehnder interferometer, which is constituted by a core that is a waveguide that transmits light in a single mode and a clad formed around the core, and that employs a two-core coupled waveguide structure with a semi-coupling length;
A phase control unit for controlling the phase of light passing through one of the two arm waveguides constituting the Mach-Zehnder interferometer;
An optical module comprising:
前記位相制御部は、UV光照射により光の位相を変化させることを特徴とする請求項1に記載の光モジュール。   The optical module according to claim 1, wherein the phase control unit changes the phase of light by UV light irradiation. 前記導波路をシリカ系導波路、ポリマー導波路、SiN導波路またはSiON導波路とし、
前記位相制御部は、前記導波路に照射するUV光の照射強度および照射範囲を変化させて前記位相を調整することを特徴とする請求項2に記載の光モジュール。
The waveguide is a silica-based waveguide, a polymer waveguide, a SiN waveguide or a SiON waveguide,
The optical module according to claim 2, wherein the phase control unit adjusts the phase by changing an irradiation intensity and an irradiation range of the UV light applied to the waveguide.
前記導波路をSi導波路とし、かつポリマー材料で前記クラッドを構成し、
前記位相制御部は、前記クラッドへのUV光照射により前記位相を調整することを特徴とする請求項2に記載の光モジュール。
The waveguide is a Si waveguide, and the cladding is made of a polymer material,
The optical module according to claim 2, wherein the phase control unit adjusts the phase by irradiating the clad with UV light.
前記導波路をSi導波路の途中にポリマー材料が挿入された構造の導波路とし、
前記位相制御部は、前記ポリマー素材へのUV光照射により前記位相を調整することを特徴とする請求項2に記載の光モジュール。
The waveguide is a waveguide having a structure in which a polymer material is inserted in the middle of the Si waveguide,
The optical module according to claim 2, wherein the phase control unit adjusts the phase by irradiating the polymer material with UV light.
前記導波路をスロット領域にポリマー材料を挿入した構造のスロット型導波路とし、
前記位相制御部は、前記ポリマー素材へのUV光照射により前記位相を調整することを特徴とする請求項2に記載の光モジュール。
The waveguide is a slot-type waveguide having a structure in which a polymer material is inserted into the slot region,
The optical module according to claim 2, wherein the phase control unit adjusts the phase by irradiating the polymer material with UV light.
前記導波路をシリカ系導波路とし、
前記位相制御部は、前記導波路にフェムト秒レーザを照射して前記位相を調整することを特徴とする請求項2に記載の光モジュール。
The waveguide is a silica-based waveguide,
The optical module according to claim 2, wherein the phase control unit adjusts the phase by irradiating the waveguide with a femtosecond laser.
前記導波路は、熱によって屈折率が変化する材料により構成され、
前記位相制御部は、前記導波路を加熱して前記位相を調整することを特徴とする請求項2に記載の光モジュール。
The waveguide is made of a material whose refractive index changes due to heat,
The optical module according to claim 2, wherein the phase control unit adjusts the phase by heating the waveguide.
前記導波路は、電界印加によって屈折率が変化する材料により構成され、
前記位相制御部は、前記導波路に電界を印加して前記位相を調整することを特徴とする請求項2に記載の光モジュール。
The waveguide is made of a material whose refractive index changes when an electric field is applied,
The optical module according to claim 2, wherein the phase control unit adjusts the phase by applying an electric field to the waveguide.
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