JP2018017808A - Optical waveguide device and optical circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光導波路デバイスに関し、特に、多モード干渉部を有する光導波路デバイスに関する。 The present invention relates to an optical waveguide device, and more particularly to an optical waveguide device having a multimode interference part.
高速なデジタル信号処理の実現に伴い、光ファイバの分散や非線形性による信号劣化を、デジタル処理で回復できるデジタルコヒーレント技術が進展している。デジタルコヒーレント技術では、信号光の周波数利用効率を向上させるため、波長多重化に加えて、偏光多重化、及び、多値位相変調技術が用いられている。 With the realization of high-speed digital signal processing, digital coherent technology that can recover signal degradation due to optical fiber dispersion and nonlinearity by digital processing has been developed. In the digital coherent technology, in order to improve the frequency utilization efficiency of signal light, polarization multiplexing and multilevel phase modulation technology are used in addition to wavelength multiplexing.
多値位相変調技術が採用された光ファイバ伝送システムでは、光ファイバを伝送してきた信号光と、変調されていない一定の振幅および位相を持つ局部発振光(以下、局発光と表す)を干渉させることで位相変調信号を強度変調信号に変換するコヒーレントミキサが利用されている。 In an optical fiber transmission system employing a multi-level phase modulation technique, signal light transmitted through an optical fiber interferes with local oscillation light (hereinafter referred to as local light) having a constant amplitude and phase that is not modulated. Thus, a coherent mixer that converts a phase modulation signal into an intensity modulation signal is used.
このようなコヒーレントミキサにおいて、信号光及び局発光を分岐するために多モード干渉(Multi−Mode Interference:MMI)型の光分岐デバイスが用いられている。 In such a coherent mixer, a multi-mode interference (MMI) type optical branching device is used to branch signal light and local light.
一方、多モード干渉型の光分岐デバイスでは、デバイス特性に影響を与える戻り光が問題となっている。 On the other hand, in multimode interference type optical branching devices, there is a problem of return light that affects device characteristics.
図10は、多モード干渉型の光分岐デバイスの戻り光を示す説明図である。図10に示す光分岐デバイスの多モード干渉部13は、入力導波路11、第1出力導波路14、及び、第2出力導波路15と接続されている。入力導波路11を導波した入力光12は、多モード干渉部13で2つに分岐され、第1出力導波路14、第2出力導波路15とそれぞれ結合し、出力光として出力される。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the return light of the multimode interference type optical branching device. The
光分岐デバイスのデバイス特性に影響を与える戻り光は、多モード干渉部13の内部と外部で発生する。多モード干渉部13の内部で発生する戻り光の一例は、第1出力導波路14と第2出力導波路15の間の出力側端面で発生する戻り光41である。戻り光41は、多モード干渉部13内で第1出力導波路14、第2出力導波路15と結合しない光が、多モード干渉部13の出力側端面で反射した光である。
Return light that affects the device characteristics of the optical branching device is generated inside and outside the
多モード干渉部13の外部で発生する戻り光の一例は、第1出力導波路14または第2出力導波路15とそれぞれ結合して導波した出力光が、その先で接続される光素子との接続箇所で反射して発生する戻り光42、戻り光43である。
An example of the return light generated outside the
戻り光41、42、43は、多モード干渉部13の入力側端面の反射領域44、反射領域45、及び、側面(図10で示す多モード干渉部13の上側又は下側)で多重反射を繰り返し、再び第1出力導波路14、第2出力導波路15に結合する。
The
入力導波路11の入力光12が信号光の場合、戻り光41、42、43が主信号光に結合して、光分岐デバイスの波長依存性にリップルが生じる、あるいは、主信号光の光位相が変化するなど、デバイス特性に影響を与えることになる。
When the
特許文献1には、多モード干渉部の内部で発生する戻り光の発生を抑えるために、多モード干渉部と各ポート導波路との間に、テーパ形状の多モード導波路を設けることが記載されている。 Patent Document 1 describes that a tapered multimode waveguide is provided between the multimode interference unit and each port waveguide in order to suppress the generation of return light generated inside the multimode interference unit. Has been.
しかしながら、特許文献1における開示は、多モード干渉部の出力側端面での戻り光の光強度のみであって、入力側端面の反射領域44、45での戻り光の反射を伴う多重反射の影響は考慮されていない。
However, the disclosure in Patent Document 1 is only the light intensity of the return light at the output-side end face of the multimode interference unit, and the influence of multiple reflection accompanying reflection of the return light at the
また、特許文献1の構成で入力導波路側の端面における反射強度が小さくなっても、エネルギー保存則から多モード干渉部の内部で戻り光のパワーが無くなるわけではない。このため、戻り光は、反射を繰り返して出力導波路に結合することになる。 Further, even if the reflection intensity at the end face on the input waveguide side is reduced in the configuration of Patent Document 1, the power of the return light is not lost inside the multimode interference unit due to the energy conservation law. For this reason, the return light is repeatedly reflected and coupled to the output waveguide.
本発明の目的は、多モード干渉部内における戻り光の多重反射を抑制できる光導波路デバイスを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an optical waveguide device capable of suppressing multiple reflections of return light in a multimode interference section.
本発明の光導波路デバイスは、多モード干渉部と、前記多モード干渉部へ入力光を伝搬する入力導波路と、前記多モード干渉部からの出力光を伝搬する出力導波路と、前記出力導波路側から前記入力導波路側に前記多モード干渉部を伝搬する戻り光を、前記多モード干渉部の内から外へ導く戻り光導波路を備える。 The optical waveguide device of the present invention includes a multimode interference unit, an input waveguide that propagates input light to the multimode interference unit, an output waveguide that propagates output light from the multimode interference unit, and the output guide. A return optical waveguide is provided that guides return light propagating through the multimode interference unit from the waveguide side to the input waveguide side from the inside of the multimode interference unit.
本発明の光回路は、信号光を分岐して同相となる2の光を出力する第1分岐素子と、局発光を分岐して移相となる2つの光を出力する第2分岐素子と、前記第1分岐素子からの一の光と、前記第2分岐素子から一の光を合波する第1合波素子と、前記第1分岐素子からの他の光と、前記第2分岐素子からの他の光を合波する第2合波素子を備える光回路であって、前記第1分岐素子、又は、前記第2分岐素子が、上記光導波路デバイスである。 The optical circuit of the present invention includes a first branching element that splits signal light and outputs two lights that are in phase, a second branching element that splits local light and outputs two lights that are phase-shifted, From one light from the first branch element, a first multiplexing element that combines one light from the second branch element, another light from the first branch element, and from the second branch element An optical circuit including a second multiplexing element for multiplexing other light, wherein the first branching element or the second branching element is the optical waveguide device.
本発明は、戻り光によるデバイス特性への影響を低減することができる。 The present invention can reduce the influence of return light on device characteristics.
(第1の実施形態)
第1の実施形態の光導波路デバイスについて、図面を用いて説明する。第1の実施形態の光導波路デバイスの一例は、多モード干渉部を有する光分岐デバイスである。
(First embodiment)
The optical waveguide device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. An example of the optical waveguide device of the first embodiment is an optical branching device having a multimode interference unit.
図1は、第1の実施形態の光分岐デバイスの構成例を示す図である。図1に示すように、光分岐デバイスは、多モード干渉部13を有する。多モード干渉部13は、入力導波路11、第1出力導波路14、及び、第2出力導波路15と接続されている。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of the optical branching device according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the optical branching device has a
入力導波路11を導波する入力光12は、多モード干渉部13で2つに分岐され、第1出力導波路14、第2出力導波路15とそれぞれ結合し、出力光16として出力される。入力光12は、具体的には、信号光、又は、局発光である。
The
さらに、第1戻り光導波路17、及び、第2戻り光導波路18が、多モード干渉部13の入力側端面に接続される。具体的には、第1戻り光導波路17、第2戻り光導波路18は、多モード干渉部13の入力側端面の反射領域に接続される。入力側端面の反射領域は、例えば、入力側端面のうち、入力導波路11が接続された端面以外の端面である。
Furthermore, the first return
より好ましくは、第1戻り光導波路17および第2戻り光導波路18は、多モード干渉部13の出射側端面からの戻り光、あるいは、第1出力導波路14、第2出力導波路15からの戻り光と結合する位置に配置される。第1戻り光導波路17、および、第2戻り光導波路18によって、戻り光が多モード干渉部13の内から外に導かれる。
More preferably, the first return
多モード干渉部13の内部で発生する戻り光の一例は、第1出力導波路14と第2出力導波路15の間の出力側端面で発生する戻り光である。
An example of the return light generated inside the
多モード干渉部13の外部で発生する戻り光の他の例は、第1出力導波路14または第2出力導波路15とそれぞれ結合して導波した出力光が、その先で接続される光素子との接続箇所で反射して発生する戻り光である。
Another example of the return light generated outside the
第1戻り光導波路17および第2戻り光導波路18にそれぞれ結合した戻り光19は、入力導波路11を伝搬する入力光12と逆方向に伝搬する。更に、第1戻り光導波路17、第2戻り光導波路18は、それぞれ戻り光19を除去する除去機構を有する。
The
以下、図2、図3、図4を用いて、第1戻り光導波路17の戻り光19の除去について説明する。第2戻り光導波路18の戻り光19の除去についても同様である。
Hereinafter, the removal of the
図2は、第1戻り光導波路17を導波する戻り光を除去する構成例を示す図である。図2(a)は、第1戻り光導波路17の除去機構の一例を示す上面図である。図2(b)、(c)は、図2(a)A−A’、B−B’の断面図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example in which return light guided through the first return
図2(a)に示す戻り光19の除去機構は、第1戻り光導波路17に設けられた光放射領域である。光放射領域は、第1戻り光導波路17の光導波路の幅を、戻り光19が伝搬方向に向けて狭くし、光導波路のコアの実効屈折率をクラッドの屈折率に近づける構成である。第1戻り光導波路17がリブ型導波路の場合、図2(b)、(C)に示すように、上部クラッド20のリブ幅が狭くなることでスラブモードとなり、第1戻り光導波路17で戻り光19は放射され、除去される。
The removal mechanism of the
図3は、第1戻り光導波路17の除去機構の一例を示す上面図である。図3に示す戻り光19の除去機構は、第1戻り光導波路17のチップ端面21に無反射コーティング22を配置する構成である。これにより、第1戻り光導波路17を伝搬する戻り光19が多モード干渉部13に戻らないようにしている。
FIG. 3 is a top view showing an example of the removal mechanism of the first return
図4は、第1戻り光導波路17の除去機構の一例を示す上面図である。図4に示す戻り光19の除去機構は、第1戻り光導波路17に戻り光19を吸収する光吸収領域23を配置する構成である。光吸収領域23は、例えば、光導波路のコアに不純物を添加して自由キャリア吸収による赤外光吸収を利用する構成とする。具体的には、光導波路のコアが、ケイ素(Si)で構成される場合、ボロン(B)、リン(P)、アンチモン(Sb)等をイオン注入することで光吸収領域23を形成することができる。
FIG. 4 is a top view showing an example of the removal mechanism of the first return
なお、第1戻り光導波路17、又は、第2戻り光導波路18の導波路幅は、入力側端面において、入力導波路11の導波路幅以上が好ましい。
The waveguide width of the first return
(第1の実施形態の効果)
第1の実施形態によれば、多モード干渉部内における戻り光の多重反射を抑制できる。これにより、多モード干渉部を有する光分岐デバイスにおいて、戻り光によるデバイス特性への影響を低減することができる。
(Effects of the first embodiment)
According to the first embodiment, it is possible to suppress the multiple reflection of the return light in the multimode interference unit. Thereby, in the optical branching device having the multimode interference unit, it is possible to reduce the influence of the return light on the device characteristics.
その理由は、多モード干渉部13に接続された第1戻り光導波路17、および、第2戻り光導波路18によって、戻り光が多モード干渉部13の内から外に導かれるからである。更に、第1戻り光導波路17、第2戻り光導波路18に結合した戻り光が除去されるからである。
The reason is that the return light is guided out of the
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態の光導波路デバイスについて、図面を用いて説明する。第2の実施形態の光導波路デバイスは、第1の実施形態と同様に、多モード干渉部を有する光分岐デバイスである。第2の実施形態は、多モード干渉部の入力側端面に接続される戻り光導波路がテーパ形状を有する点で、第1の実施形態と相違する。以下、第2の実施形態の光分岐デバイスの説明において、第1の実施形態の光分岐デバイスと同一の構成には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, an optical waveguide device according to a second embodiment will be described with reference to the drawings. Similar to the first embodiment, the optical waveguide device of the second embodiment is an optical branching device having a multimode interference unit. The second embodiment is different from the first embodiment in that the return optical waveguide connected to the input side end face of the multimode interference unit has a tapered shape. Hereinafter, in the description of the optical branching device of the second embodiment, the same components as those of the optical branching device of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図5は、第2の実施形態の光分岐デバイスの構成例を示す図である。図5に示すように、光分岐デバイスは、多モード干渉部13を有する。多モード干渉部13は、入力導波路11、第1出力導波路14、及び、第2出力導波路15と接続されている。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the optical branching device according to the second embodiment. As shown in FIG. 5, the optical branching device has a
第1戻り光導波路24、及び、第2戻り光導波路25が、多モード干渉部13の入力側端面に接続される。具体的には、第1戻り光導波路24、第2戻り光導波路25は、多モード干渉部13の入力側端面の反射領域に接続される。
The first return
より好ましくは、第1戻り光導波路24および第2戻り光導波路25は、多モード干渉部13の出射側端面からの戻り光、あるいは、第1出力導波路14、第2出力導波路15からの戻り光と結合する位置に配置される。第1戻り光導波路24、および、第2戻り光導波路25によって、戻り光が多モード干渉部13の内から外に導かれる。
More preferably, the first return
さらに、第2の実施形態では、第1戻り光導波路24、又は、第2戻り光導波路25は、テーパ形状を有する。テーパ形状は、多モード干渉部13の側で広く、戻り光19の伝搬方向に向かって狭くなる形状である。更に、第1戻り光導波路24、第2戻り光導波路25は、それぞれ戻り光19を除去する除去機構を有する。
Furthermore, in the second embodiment, the first return
第1戻り光導波路24、第2戻り光導波路25と、多モード干渉部13との接続にテーパ形状を用いることで、多モード干渉部13内の戻り光が第1戻り光導波路24、第2戻り光導波路25に結合し易くなる。
By using a tapered shape to connect the first return
(第2の実施形態の効果)
第2の実施形態によれば、多モード干渉部内における戻り光の多重反射を抑制できる。これにより、多モード干渉部を有する光分岐デバイスにおいて、戻り光によるデバイス特性への影響を低減することができる。
(Effect of 2nd Embodiment)
According to the second embodiment, multiple reflections of return light in the multimode interference unit can be suppressed. Thereby, in the optical branching device having the multimode interference unit, it is possible to reduce the influence of the return light on the device characteristics.
その理由は、多モード干渉部13に接続された第1戻り光導波路24、および、第2戻り光導波路25によって、戻り光が多モード干渉部13の内から外に導かれるからである。更に、第1戻り光導波路24、第2戻り光導波路25に結合した戻り光が除去されるからである。
The reason is that the return light is guided out of the
さらに、第2の実施形態では、第1戻り光導波路24、又は、第2戻り光導波路25がテーパ形状を有することで、入力側端面で戻り光と結合し易くなる。
Furthermore, in the second embodiment, since the first return
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態の光導波路デバイスについて、図面を用いて説明する。第3の実施形態の光導波路デバイスは、第1の実施形態と同様に、多モード干渉部を有する光分岐デバイスである。第3の実施形態は、入力導波路11と多モード干渉部26の間に多モード導波路27が設けられ、第1戻り光導波路17、第2戻り光導波路18は、多モード導波路27の入力側端面に接続されている点で、第1の実施形態と相違する。以下、第3の実施形態の光分岐デバイスの説明において、第1の実施形態の光分岐デバイスと同一の構成には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
(Third embodiment)
Next, an optical waveguide device according to a third embodiment will be described with reference to the drawings. Similar to the first embodiment, the optical waveguide device of the third embodiment is an optical branching device having a multimode interference unit. In the third embodiment, a
図6は、第3の実施形態の光分岐デバイスの構成例を示す図である。図6に示すように、光分岐デバイスの多モード導波路27は、入力導波路11と多モード干渉部26の間に接続され、多モード干渉部26に近い部分ほど幅が広くなる形状を有する。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the optical branching device according to the third embodiment. As shown in FIG. 6, the
入力導波路11を導波する入力光12は、多モード導波路27を介して多モード干渉部13で2つに分岐され、第1出力導波路14、第2出力導波路15とそれぞれ結合し、出力光16として出力される。
The
さらに、第1戻り光導波路17、及び、第2戻り光導波路18が、多モード導波路27の入力側端面に接続される。具体的には、第1戻り光導波路17、第2戻り光導波路18は、多モード導波路27の入力側端面の反射領域に接続される。入力側端面の反射領域は、例えば、入力側端面のうち、入力導波路11が接続された端面以外の端面である。
Further, the first return
より好ましくは、第1戻り光導波路17および第2戻り光導波路18は、多モード干渉部13の出射側端面からの戻り光、あるいは、第1出力導波路14、第2出力導波路15からの戻り光と結合する位置に配置される。第1戻り光導波路17、および、第2戻り光導波路18によって、戻り光が多モード干渉部13の内から外に導かれる。
More preferably, the first return
(第3の実施形態の効果)
第3の実施形態によれば、多モード干渉部内における戻り光の多重反射を抑制できる。これにより、多モード干渉部を有する光分岐デバイスにおいて、戻り光によるデバイス特性への影響を低減することができる。
(Effect of the third embodiment)
According to the third embodiment, multiple reflections of return light in the multimode interference unit can be suppressed. Thereby, in the optical branching device having the multimode interference unit, it is possible to reduce the influence of the return light on the device characteristics.
その理由は、多モード導波路27の入力型端面に接続された第1戻り光導波路17、および、第2戻り光導波路18によって、戻り光が、多モード導波路27を介して多モード干渉部26の内から外に導かれるからである。更に、第1戻り光導波路17、第2戻り光導波路18に結合した戻り光が除去されるからである。
The reason is that the return light is transmitted through the
(第4の実施形態)
第4の実施形態の光導波路デバイスについて、図面を用いて説明する。第4の実施形態の光導波路デバイスの一例は、多モード干渉部を有する光分岐デバイスである。第4の実施形態は、2×2多モード干渉部を有する光分岐デバイスの例である。
(Fourth embodiment)
An optical waveguide device according to a fourth embodiment will be described with reference to the drawings. An example of the optical waveguide device of the fourth embodiment is an optical branching device having a multimode interference unit. The fourth embodiment is an example of an optical branching device having a 2 × 2 multimode interference unit.
図7は、第4の実施形態の光分岐デバイスの構成例を示す図である。図7に示すように、光分岐デバイスは、多モード干渉部28を有する。多モード干渉部28は、入力導波路11、第1出力導波路14、及び、第2出力導波路15と接続されている。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the optical branching device according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 7, the optical branching device has a
入力導波路11を導波する入力光12は、多モード干渉部28で2つに分岐され、第1出力導波路14、第2出力導波路15とそれぞれ結合し、出力光16として出力される。
The
さらに、第1戻り光導波路17が、多モード干渉部28の入力側端面に接続される。具体的には、第1戻り光導波路17は、多モード干渉部28の入力側端面の反射領域に接続される。入力側端面の反射領域は、例えば、入力側端面のうち、入力導波路11が接続された端面以外の端面である。
Further, the first return
より好ましくは、第1戻り光導波路17は、多モード干渉部28の出射側端面からの戻り光、あるいは、第1出力導波路14、第2出力導波路15からの戻り光と結合する位置に配置される。第1戻り光導波路17によって、戻り光が多モード干渉部28の内から外に導かれる。
More preferably, the first return
第1戻り光導波路17に結合した戻り光19は、入力導波路11を伝搬する入力光12と逆方向に伝搬する。更に、第1戻り光導波路17は、戻り光19を除去する除去機構を有する。
The
なお、第4の実施形態は、2×2多モード干渉部を有する光分岐デバイスの例として説明したが、戻り光と結合する位置であれば、第1戻り光導波路17は、第1出力導波路14と同軸上に配置されていなくともよい。
The fourth embodiment has been described as an example of an optical branching device having a 2 × 2 multimode interference unit. However, the first return
また、第4の実施形態の第1戻り光導波路17には、第2の実施形態で説明したテーパ形状の第1戻り光導波路24を適用することもできる。
The tapered first return
(第4の実施形態の効果)
第4の実施形態によれば、多モード干渉部内における戻り光の多重反射を抑制できる。これにより、多モード干渉部を有する光分岐デバイスにおいて、戻り光によるデバイス特性への影響を低減することができる。
(Effect of the fourth embodiment)
According to the fourth embodiment, multiple reflection of return light in the multimode interference unit can be suppressed. Thereby, in the optical branching device having the multimode interference unit, it is possible to reduce the influence of the return light on the device characteristics.
その理由は、多モード干渉部28に接続された第1戻り光導波路17によって、戻り光が多モード干渉部28の内から外に導かれるからである。更に、第1戻り光導波路17に結合した戻り光が除去されるからである。
This is because the return light is guided from the inside of the
(第5の実施形態)
次に、第5の実施形態の光回路について、図面を用いて説明する。第5の実施形態の光回路は、コヒーレントミキサに、第1の実施形態、及び、第5の実施形態の光分岐デバイスを適用した例である。コヒーレントミキサは、信号光の位相状態を光強度信号へ変換するための光回路である。
(Fifth embodiment)
Next, an optical circuit according to a fifth embodiment will be described with reference to the drawings. The optical circuit of the fifth embodiment is an example in which the optical branching device of the first embodiment and the fifth embodiment is applied to a coherent mixer. A coherent mixer is an optical circuit for converting the phase state of signal light into a light intensity signal.
図8は、第5の実施形態のコヒーレントミキサの構成例を示す図である。図8に示す第5の実施形態のハイブリッドミキサにおいて、信号光は、入力導波路51を伝搬して3×2MMI53に入力され、3×2MMI53は、入力された信号光を1:1の分岐比で分岐する。3×2MMI53で分岐された信号光の位相差は等位相である。分岐された信号光は、分配光導波路55、56で伝搬される。3×2MMI53は、第1分岐素子とも呼ばれる。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the coherent mixer according to the fifth embodiment. In the hybrid mixer of the fifth embodiment shown in FIG. 8, the signal light propagates through the
局発光は、入力導波路52を伝搬して2×2MMI54に入力され、2×2MMI54は、入力された局発光を1:1の分岐比で分岐する。2×2MMI54で分岐された局発光の位相差は、90度である。分岐された局発光は、分配光導波路57、58で伝搬される。2×2MMI54は、第2分岐素子とも呼ばれる。
The local light propagates through the
なお、MMIから出力される出力光を同相とするか、90°移相とするかは、入力導波路と出力導波路の横断面位置(オフセットの有無)とMMI伝搬長を用いて設定できる。 Whether the output light output from the MMI has the same phase or a 90 ° phase shift can be set using the cross-sectional position (presence of offset) of the input waveguide and the output waveguide and the MMI propagation length.
2×2MMI59は、分配光導波路55を伝搬した信号光と、分配光導波路57を伝搬した局発光を干渉させる。2×2MMI60は、分配光導波路56を伝搬した信号光と、分配光導波路58を伝搬した局発光を干渉させる。2×2MMI59は、第1合波素子とも呼ばれる。2×2MMI60は、第2合波素子とも呼ばれる。
The 2 × 2
ハイブリッドミキサ10は、例えば、ケイ素、二酸化ケイ素を用いてシリコン光導波路を構成することができる。 The hybrid mixer 10 can form a silicon optical waveguide using, for example, silicon or silicon dioxide.
第5の実施形態のコヒーレントミキサは、信号光を分岐する3×2MMI53に戻り光を除去するための戻り光導波路61、戻り光導波路62が接続され、局発光を分岐する2×2MMIに戻り光を除去するための戻り光導波路63が接続されている。
In the coherent mixer of the fifth embodiment, a return
3×2MMI53の戻り光導波路61、62に結合した戻り光が除去されることで、3×2MMI53のデバイス特性に与える影響を低減することができる。具体的には、MMI53内における戻り光による多重反射を抑制することで、出力される信号光に損失リップルが発生することを防止することできる。
By removing the return light coupled to the return
さらに、2×2MMI54の戻り光導波路63に結合した戻り光が除去されることで、2×2MMIのデバイス特性に与える影響を低減することができる。具体的には、MMI54内における戻り光による多重反射を抑制することで、戻り光による局発光の位相変化を防止することができる。
Further, by removing the return light coupled to the return
(第5の実施形態の効果)
第5の実施形態のコヒーレントミキサによれば、3×2MMI53、2×2MMI54における戻り光よる多重反射を抑制することで、コヒーレントミキサの伝送特性の影響を低減することができる。
(Effect of 5th Embodiment)
According to the coherent mixer of the fifth embodiment, the influence of the transmission characteristics of the coherent mixer can be reduced by suppressing the multiple reflection caused by the return light in the 3 × 2
(光導波路構造)
図9は、第1〜第5の実施形態の光分岐デバイスに適用可能な光導波路の構造を示す断面図である。図9(a)〜(d)は、いずれも光導波路における光の導波方向と垂直な面における断面図である。
(Optical waveguide structure)
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the structure of an optical waveguide applicable to the optical branching devices of the first to fifth embodiments. FIGS. 9A to 9D are cross-sectional views in a plane perpendicular to the light guiding direction of the light in the optical waveguide.
図9(a)、(b)は、リブ型光導波路の構造を示す断面図である。具体的には、シリコン基板31上にシリコン酸化層32、シリコン層33が形成されたSOI(Silicon On Insulator)のリブ型光導波路である。
FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views showing the structure of a rib-type optical waveguide. Specifically, it is an SOI (Silicon On Insulator) rib type optical waveguide in which a
図9(c)、(d)は、リッジ型光導波路の構造を示す断面図である。具体的には、InP基板34上にInP下部クラッド層35、InGaAsPコア層36、InP上部クラッド層37が形成されたリッジ型光導波路である。
9C and 9D are cross-sectional views showing the structure of the ridge type optical waveguide. Specifically, a ridge type optical waveguide in which an InP lower clad
図9(a)、(c)は、例えば、図1に示す第1の実施形態の入力導波路11における光導波路構造である。また、図9(b)、(d)は、例えば、図1に示す第1の実施形態の多モード干渉部13における光導波路構造である。
FIGS. 9A and 9C show an optical waveguide structure in the
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 While the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.
11 入力導波路
12 入力光
13 多モード干渉部
14 第1出力導波路
15 第2出力導波路
16 出力光
17 第1戻り光導波路
18 第2戻り光導波路
19 戻り光
20 上部クラッド
21 チップ端面
22 無反射コーティング
23 光吸収領域
24 第1戻り光導波路
25 第2戻り光導波路
26 多モード干渉部
27 多モード導波路
28 多モード干渉部
31 シリコン基板
32 シリコン酸化層
33 シリコン層
34 InP基板
35 InP下部クラッド層
36 InGaAsPコア層
37 InP上部クラッド層
41 戻り光
42 戻り光
43 戻り光
44 反射領域
45 反射領域
51 入力導波路
52 入力導波路
53 3×2MMI
54 2×2MMI
55 分配光導波路
56 分配光導波路
57 分配光導波路
58 分配光導波路
59 2×2MMI
60 2×2MMI
61 戻り光導波路
62 戻り光導波路
63 戻り光導波路
DESCRIPTION OF
54 2 × 2 MMI
55 Distribution
60 2 × 2 MMI
61 Return
Claims (9)
前記多モード干渉部へ入力光を伝搬する入力導波路と、
前記多モード干渉部からの出力光を伝搬する出力導波路と、
前記出力導波路側から前記入力導波路側に前記多モード干渉部を伝搬する戻り光を、前記多モード干渉部の内から外へ導く戻り光導波路を備える、
光導波路デバイス。 A multimode interference unit;
An input waveguide for propagating input light to the multimode interference unit;
An output waveguide for propagating output light from the multimode interference unit;
A return optical waveguide that guides return light propagating through the multimode interference unit from the output waveguide side to the input waveguide side from the inside of the multimode interference unit;
Optical waveguide device.
請求項1に記載の光導波路デバイス。 The return optical waveguide is connected to the multimode interference unit at an end face of the multimode interference unit on the side to which the input waveguide is connected, except at a connection point between the input waveguide and the multimode interference unit. ,
The optical waveguide device according to claim 1.
請求項1又は2に記載の光導波路デバイス。 The return light includes the output waveguide, the multimode interference unit, and the input light input to the multimode interference unit, of the end surface of the multimode interference unit on the side to which the output waveguide is connected. It is the light reflected from other than the connection point of
The optical waveguide device according to claim 1.
請求項1又は2に記載の光導波路デバイス。 The return light is light that is reflected from the connection portion between the output waveguide and the optical element, and the output light propagating through the output waveguide.
The optical waveguide device according to claim 1.
請求項1から4のいずれか1つに記載の光導波路デバイス。 The return optical waveguide includes a removal mechanism for removing the return light propagating through the return optical waveguide.
The optical waveguide device according to any one of claims 1 to 4.
請求項5に記載の光導波路デバイス。 The removal mechanism is a light emission region provided in the return optical waveguide, a non-reflective coating provided on an end surface of the return optical waveguide, or a light absorption region provided in the return optical waveguide.
The optical waveguide device according to claim 5.
前記戻り光導波路は、前記入力導波路が接続される側の前記多モード導波路の端面のうち、前記入力導波路と前記多モード導波路との接続箇所以外で前記多モード導波路と接続する、
請求項1から6のいずれか1つに記載の光導波路デバイス。 A multimode waveguide that is connected between the input waveguide and the multimode interference section, and has a shape that is wider toward the portion closer to the multimode interference section;
The return optical waveguide is connected to the multimode waveguide at an end face of the multimode waveguide on the side to which the input waveguide is connected, except at a connection point between the input waveguide and the multimode waveguide. ,
The optical waveguide device according to any one of claims 1 to 6.
請求項1から7のいずれか1つに記載の光導波路デバイス。 The return optical waveguide has a tapered shape that is wide on the multimode interference part side and narrows toward the propagation direction of the return light,
The optical waveguide device according to claim 1.
局発光を分岐して移相となる2つの光を出力する第2分岐素子と、
前記第1分岐素子からの一の光と、前記第2分岐素子から一の光を合波する第1合波素子と、
前記第1分岐素子からの他の光と、前記第2分岐素子からの他の光を合波する第2合波素子を備える光回路であって、
前記第1分岐素子、又は、前記第2分岐素子が、請求項1から8のいずれか1つに記載の光導波路デバイスである、光回路。 A first branch element for branching the signal light and outputting two lights having the same phase;
A second branch element for branching the local light and outputting two lights that are phase-shifted;
A first combining element that combines one light from the first branch element and one light from the second branch element;
An optical circuit including a second multiplexing element that multiplexes other light from the first branch element and other light from the second branch element,
The optical circuit in which the first branch element or the second branch element is the optical waveguide device according to any one of claims 1 to 8.
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