JP2020134845A - アイソレータ、光源装置、光送信機、光スイッチ、光増幅器、及びデータセンター - Google Patents
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
Description
1端及び前記第2端それぞれに電磁波が入出力されるポートを有する。前記第2導波路のコアは、縦横比が0.8乃至1.2であり、前記第2導波路が延在する方向に交差する断面の少なくとも一部に非相反性部材を含む。前記光源は、前記ポートに光学的に接続される。
第1端に向けて伝搬する場合の結合係数の方が大きくなるように結合する。
結合係数よりも、前記第2端から入力された電磁波が前記第1端に向けて伝搬する場合の結合係数の方が大きくなるように結合する。前記光源は、前記ポートに光学的に接続される。
相反性部材を含む。前記光源は、前記ポートに光学的に接続される。前記光送信機は、光の変調機能を有する。
に非相反性部材を含み、縦横比が0.8乃至1.2である。
アイソレータ10は、光を入力する構成と組み合わされて使用されうる。この場合、アイソレータ10は、光アイソレータともいう。図19に示されるように、光源装置100は、アイソレータ10と、光源110と、レンズ112と、光源110に電力を供給する電源114とを含む。光源110は、例えば、LD(Laser Diode)又はVCSEL(Vertical Cavity SurfaceEmitting LASER)等の半導体レーザであってよい。光源110は、基板50上に形成されてよい。
20 第1導波路
201 第1端
202 第2端
21 コア
211 第1ポート
212 第2ポート
22、23 クラッド
24 孔部
25 整合調整回路
30 第2導波路
301、302 端部
31 コア
32 非相反性部材
33、34 クラッド
40 クラッド
50 基板
50a 基板面
60 アンテナ
70 電磁波吸収部材
80 磁場印加部
100 光源装置
110 光源
112 レンズ
114 電源
120 接続導波路
121 コア
122、123 クラッド
Claims (60)
- 基板面を有する基板の上において、前記基板面に沿って位置し、前記基板から見て互いに重なる第1導波路と第2導波路とを備え、前記第1導波路及び前記第2導波路はそれぞれ、コアとクラッドとを有し、
前記コアは、前記基板面の側を向く第1面と、前記第1面の反対側の第2面とを有し、
前記クラッドは、前記コアの第1面及び第2面に接するように位置し、
前記第1導波路は、第1端と第2端とを有し、前記第1端及び前記第2端それぞれに電磁波が入出力されるポートを有し、
前記第2導波路のコアは、縦横比が0.8乃至1.2であり、前記第2導波路が延在する方向に交差する断面の少なくとも一部に非相反性部材を含む、
アイソレータ。 - 前記第2導波路の両端は、前記第1導波路から移ってきた電磁波を放射するアンテナとして機能する、請求項1に記載のアイソレータ。
- 前記基板面に交差する方向に磁場を印加する磁場印加部をさらに備える、請求項1又は2に記載のアイソレータ。
- 前記第1端に入力される電磁波の偏光方向は、前記基板面に平行である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記コアの誘電率は、前記クラッドの誘電率より高い、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記非相反性部材は、所定の濃度の非相反性材料を含み、
前記所定の濃度は、前記第1端に入力される電磁波の偏光方向に沿う方向に見た少なくとも一部において変化する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のアイソレータ。 - 前記第2導波路のコアは、前記非相反性部材と少なくとも1種類の誘電体とを含み、前記非相反性部材の少なくとも一部は、前記少なくとも1種類の誘電体の、前記基板面に交差する方向に接する、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記第1導波路の、前記第2導波路の側に位置するクラッドは、前記第2導波路の、前記第1導波路の側に位置するクラッドと一体である、請求項1乃至7のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記第1導波路は、前記第2導波路より前記基板面に近い側に位置する、請求項1乃至8のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記第1端及び前記第2端に入力された電磁波は、シングルモードで伝搬される、請求項1乃至9のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記第1導波路及び前記第2導波路それぞれのコアの比誘電率は、空気の比誘電率よりも高い、請求項1乃至10のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記第2導波路の両端は、切断面を有する、請求項1乃至11のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記切断面の法線ベクトルは、前記第2導波路における電磁波の伝搬方向に交差する方向の成分を有する、請求項12に記載のアイソレータ。
- 前記第2導波路の長さは、前記第2端から前記第1端に伝搬する電磁波に対する、前記第1導波路と前記第2導波路との結合長の奇数倍である、請求項1乃至13のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記第2導波路の長さを表すLは、前記第1導波路と前記第2導波路との結合における、前記第2端から前記第1端に伝搬する電磁波に対する、偶モード屈折率を表すnevenと、奇モード屈折率を表すnoddとを含む式
L=mλ0/2|(neven−nodd)| (m:奇数、λ0:真空中の波長)
によって算出される、請求項1乃至13のいずれか一項に記載のアイソレータ。 - 前記第2導波路の長さは、前記第1端から前記第2端に伝搬する電磁波に対する、前記第1導波路と前記第2導波路との結合長の偶数倍である、請求項1乃至15のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記第1導波路のコアは、前記第1面から前記第2面まで貫通する複数の孔部を有し、前記複数の孔部は、前記コアが延在する方向に並ぶ、請求項1乃至16のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記ポートに接続する接続導波路をさらに備え、
前記接続導波路のコアの比誘電率は、前記第1導波路のコアの少なくとも一部の比誘電率と略同一であり、
前記基板面に沿い、且つ、前記第1導波路が延在する方向に交差する方向に見て、前記接続導波路のコアの幅は、前記第1導波路のコアの幅と略同一である、請求項1乃至17のいずれか一項に記載のアイソレータ。 - 基板面を有する基板の上において、前記基板面に沿って位置し、前記基板から見て互いに重なる第1導波路と第2導波路とを備える光アイソレータと、光源とを備え、
前記第1導波路及び前記第2導波路はそれぞれ、コアとクラッドとを有し、
前記コアは、前記基板面の側を向く第1面と、前記第1面の反対側の第2面とを有し、
前記クラッドは、前記コアの第1面及び第2面に接するように位置し、
前記第1導波路は、第1端と第2端とを有し、前記第1端及び前記第2端それぞれに電磁波が入出力されるポートを有し、
前記第2導波路のコアは、縦横比が0.8乃至1.2であり、前記第2導波路が延在する方向に交差する断面の少なくとも一部に非相反性部材を含む、
前記光源は、前記ポートに光学的に接続される、光源装置。 - 前記光源に電力を供給する電源をさらに備える、請求項19に記載の光源装置。
- 第1端と第2端とを有し、前記第1端及び前記第2端それぞれに電磁波が入出力されるポートを有する第1導波路と、
両端を有し、前記第1導波路に沿って位置し、前記第1導波路と互いに結合する、少なくとも1つの第2導波路と
を備え、
任意の動作周波数において、前記第1導波路と前記第2導波路とは、前記第1端から入力された電磁波が前記第2端に向けて伝搬する場合の結合係数よりも、前記第2端から入力された電磁波が前記第1端に向けて伝搬する場合の結合係数の方が大きくなるように結合する、アイソレータ。 - 前記第1導波路と前記第2導波路とは、互いに平行となるように位置する、請求項21に記載のアイソレータ。
- 前記第2導波路は、直線状の構造を有する、請求項21又は22に
記載のアイソレータ。 - 前記第1導波路と前記第2導波路とが互いに沿う長さは、前記第2端から前記第1端に向けて伝搬する電磁波に対する、前記第1導波路と前記第2導波路との間の結合長と略同一である、請求項21乃至23のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記第2導波路の両端は、前記第1導波路から移ってきた電磁波を放射するアンテナとして機能する、請求項21乃至24のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記第2導波路は、両端の外側に電磁波吸収部材を有する、請求項21乃至25のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記第1導波路は、前記第2導波路と結合する部分に整合調整回路を有する、請求項21乃至26のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 複数の前記第2導波路を備え、
複数の前記第2導波路はそれぞれ、前記第1導波路に直列に結合する、請求項21乃至27のいずれか一項に記載のアイソレータ。 - 前記第1端及び前記第2端に入力された電磁波は、シングルモードで伝搬される、請求項21乃至28のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記第1導波路及び前記第2導波路それぞれの比誘電率は、空気の比誘電率よりも高い、請求項21乃至29のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記第1導波路と前記第2導波路とが並ぶ方向に磁場を印加する磁場印加部をさらに備える、請求項21乃至30のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 第1端と第2端とを有し、前記第1端及び前記第2端それぞれに電磁波が入出力されるポートを有する第1導波路と、
両端を有し、前記第1導波路に沿って位置し、前記第1導波路と互いに結合する、少なくとも1つの第2導波路と
を備える光アイソレータと、
前記ポートに光学的に接続される光源と
を備え、
任意の動作周波数において、前記第1導波路と前記第2導波路とは、前記第1端から入力された電磁波が前記第2端に向けて伝搬する場合の結合係数よりも、前記第2端から入力された電磁波が前記第1端に向けて伝搬する場合の結合係数の方が大きくなるように結合する、
光源装置。 - 前記光源に電力を供給する電源をさらに備える、請求項32に記載の光源装置。
- 基板面を有する基板の上において、前記基板面に沿って並んで位置する第1導波路と第2導波路とを備え、
前記第1導波路及び前記第2導波路はそれぞれ、コアとクラッドとを有し、
前記第1導波路は、第1端と第2端とを有し、前記第1端及び前記第2端それぞれに電磁波が入出力されるポートを有し、
前記第2導波路のコアは、縦横比が0.8乃至1.2であり、前記第2導波路が延在する方向に交差する断面の少なくとも一部に非相反性部材を含む、
アイソレータ。 - 前記基板面に交差する方向に磁場を印加する磁場印加部をさらに備える、請求項34に記載のアイソレータ。
- 前記第1端に入力される電磁波の偏光方向は、前記基板面に平行である、請求項34又は35に記載のアイソレータ。
- 前記コアの誘電率は、前記クラッドの誘電率より高い、請求項34乃至36のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記第1導波路は、前記基板面に平行な方向に並ぶ、第1誘電体と、前記第1誘電体と異なる種類の第2誘電体とを含み、
前記第2導波路は、前記基板面に平行な方向に並ぶ、第3誘電体と、前記第3誘電体と異なる種類の第4誘電体と、前記非相反性部材とを含み、
前記第3誘電体と前記第4誘電体と前記非相反性部材とは、前記基板面の面内方向に接触している、請求項34乃至37のいずれか一項に記載のアイソレータ。 - 前記第1導波路のクラッドは、前記第2導波路のクラッドと一体である、請求項34乃至38のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記第2導波路の両端は、前記第1導波路から移ってきた電磁波を放射するアンテナとして機能する、請求項34乃至39のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記第1端及び前記第2端に入力された電磁波は、シングルモードで伝搬される、請求項34乃至40のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記第1導波路及び前記第2導波路それぞれのコアの比誘電率は、空気の比誘電率よりも高い、請求項34乃至41のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記第2導波路の両端は、切断面を有する、請求項34乃至42のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記切断面の法線ベクトルは、前記第2導波路における電磁波の伝搬方向に交差する方向の成分を有する、請求項43に記載のアイソレータ。
- 前記第2導波路の長さは、前記第2端から前記第1端に伝搬する電磁波に対する、前記第1導波路と前記第2導波路との結合長の奇数倍である、請求項34乃至44のいずれか一項に記載のアイソレータ。
- 前記第2導波路の長さを表すLは、前記第1導波路と前記第2導波路との結合における、前記第2端から前記第1端に伝搬する電磁波に対する、偶モード屈折率を表すnevenと、奇モード屈折率を表すnoddとを含む式
L=mλ0/2|(neven−nodd)| (m:奇数、λ0:真空中の波長)
によって算出される、請求項34乃至44のいずれか一項に記載のアイソレータ。 - 基板面を有する基板の上において、前記基板面に沿って並んで位置する第1導波路と第2導波路とを備える光アイソレータと、光源とを備え、
前記第1導波路及び前記第2導波路はそれぞれ、コアとクラッドとを有し、
前記第1導波路は、第1端と第2端とを有し、前記第1端及び前記第2端それぞれに電磁波が入出力されるポートを有し、
前記第2導波路のコアは、前記第2導波路が延在する方向に交差する断面の少なくとも一部に非相反性部材を含み、縦横比が0.8乃至1.2であり、
前記光源は、前記ポートに光学的に接続される、光源装置。 - 前記光源に電力を供給する電源をさらに備える、請求項47に記載の光源装置。
- 基板面を有する基板の上において、前記基板面に沿って位置し、前記基板から見て互いに重なる第1導波路と第2導波路とを備える光アイソレータと、光源とを備え、
前記第1導波路及び前記第2導波路はそれぞれ、コアとクラッドとを有し、
前記コアは、前記基板面の側を向く第1面と、前記第1面の反対側の第2面とを有し、
前記クラッドは、前記コアの第1面及び第2面に接するように位置し、
前記第1導波路は、第1端と第2端とを有し、前記第1端及び前記第2端それぞれに電磁波が入出力されるポートを有し、
前記第2導波路のコアは、縦横比が0.8乃至1.2であり、前記第2導波路が延在する方向に交差する断面の少なくとも一部に非相反性部材を含む、
前記光源は、前記ポートに光学的に接続される、光源装置を搭載し、
光の変調機能を有する光送信機。 - 第1端と第2端とを有し、前記第1端及び前記第2端それぞれに電磁波が入出力されるポートを有する第1導波路と、
両端を有し、前記第1導波路に沿って位置し、前記第1導波路と互いに結合する、少なくとも1つの第2導波路と
を備える光アイソレータと、
前記ポートに光学的に接続される光源と
を備え、
任意の動作周波数において、前記第1導波路と前記第2導波路とは、前記第1端から入力された電磁波が前記第2端に向けて伝搬する場合の結合係数よりも、前記第2端から入力された電磁波が前記第1端に向けて伝搬する場合の結合係数の方が大きくなるように結合する、光源装置を搭載し、
光の変調機能を有する光送信機。 - 基板面を有する基板の上において、前記基板面に沿って並んで位置する第1導波路と第2導波路とを備える光アイソレータと、光源とを備え、
前記第1導波路及び前記第2導波路はそれぞれ、コアとクラッドとを有し、
前記第1導波路は、第1端と第2端とを有し、前記第1端及び前記第2端それぞれに電磁波が入出力されるポートを有し、
前記第2導波路のコアは、縦横比が0.8乃至1.2であり、前記第2導波路が延在する方向に交差する断面の少なくとも一部に非相反性部材を含む、
前記光源は、前記ポートに光学的に接続される、光源装置を搭載し、
光の変調機能を有する光送信機。 - 基板面を有する基板の上において、前記基板面に沿って位置し、前記基板から見て互いに重なる第1導波路と第2導波路とを備え、
前記第1導波路及び前記第2導波路はそれぞれ、コアとクラッドとを有し、
前記コアは、前記基板面の側を向く第1面と、前記第1面の反対側の第2面とを有し、
前記クラッドは、前記コアの第1面及び第2面に接するように位置し、
前記第1導波路は、第1端と第2端とを有し、前記第1端及び前記第2端それぞれに電磁波が入出力されるポートを有し、
前記第2導波路のコアは、縦横比が0.8乃至1.2であり、前記第2導波路が延在する方向に交差する断面の少なくとも一部に非相反性部材を含む、光アイソレータを備える光スイッチ。 - 第1端と第2端とを有し、前記第1端及び前記第2端それぞれに電磁波が入出力されるポートを有する第1導波路と、
両端を有し、前記第1導波路に沿って位置し、前記第1導波路と互いに結合する、少なくとも1つの第2導波路と
を備え、
任意の動作周波数において、前記第1導波路と前記第2導波路とは、前記第1端から入力された電磁波が前記第2端に向けて伝搬する場合の結合係数よりも、前記第2端から入力された電磁波が前記第1端に向けて伝搬する場合の結合係数の方が大きくなるように結合する、光アイソレータを備える光スイッチ。 - 基板面を有する基板の上において、前記基板面に沿って並んで位置する第1導波路と第2導波路とを備え、
前記第1導波路及び前記第2導波路はそれぞれ、コアとクラッドとを有し、
前記第1導波路は、第1端と第2端とを有し、前記第1端及び前記第2端それぞれに電磁波が入出力されるポートを有し、
前記第2導波路のコアは、縦横比が0.8乃至1.2であり、前記第2導波路が延在する方向に交差する断面の少なくとも一部に非相反性部材を含む、光アイソレータを備える光スイッチ。 - 基板面を有する基板の上において、前記基板面に沿って位置し、前記基板から見て互いに重なる第1導波路と第2導波路とを備え、
前記第1導波路及び前記第2導波路はそれぞれ、コアとクラッドとを有し、
前記コアは、前記基板面の側を向く第1面と、前記第1面の反対側の第2面とを有し、
前記クラッドは、前記コアの第1面及び第2面に接するように位置し、
前記第1導波路は、第1端と第2端とを有し、前記第1端及び前記第2端それぞれに電磁波が入出力されるポートを有し、
前記第2導波路のコアは、縦横比が0.8乃至1.2であり、前記第2導波路が延在する方向に交差する断面の少なくとも一部に非相反性部材を含む、光アイソレータを備える光増幅器。 - 第1端と第2端とを有し、前記第1端及び前記第2端それぞれに電磁波が入出力されるポートを有する第1導波路と、
両端を有し、前記第1導波路に沿って位置し、前記第1導波路と互いに結合する、少なくとも1つの第2導波路と
を備え、
任意の動作周波数において、前記第1導波路と前記第2導波路とは、前記第1端から入力された電磁波が前記第2端に向けて伝搬する場合の結合係数よりも、前記第2端から入力された電磁波が前記第1端に向けて伝搬する場合の結合係数の方が大きくなるように結合する、光アイソレータを備える光増幅器。 - 基板面を有する基板の上において、前記基板面に沿って並んで位置する第1導波路と第2導波路とを備え、
前記第1導波路及び前記第2導波路はそれぞれ、コアとクラッドとを有し、
前記第1導波路は、第1端と第2端とを有し、前記第1端及び前記第2端それぞれに電磁波が入出力されるポートを有し、
前記第2導波路のコアは、縦横比が0.8乃至1.2であり、前記第2導波路が延在する方向に交差する断面の少なくとも一部に非相反性部材を含む、光アイソレータを備える光増幅器。 - 基板面を有する基板の上において、前記基板面に沿って位置し、前記基板から見て互いに重なる第1導波路と第2導波路とを備え、
前記第1導波路及び前記第2導波路はそれぞれ、コアとクラッドとを有し、
前記コアは、前記基板面の側を向く第1面と、前記第1面の反対側の第2面とを有し、
前記クラッドは、前記コアの第1面及び第2面に接するように位置し、
前記第1導波路は、第1端と第2端とを有し、前記第1端及び前記第2端それぞれに電磁波が入出力されるポートを有し、
前記第2導波路のコアは、縦横比が0.8乃至1.2であり、前記第2導波路が延在する方向に交差する断面の少なくとも一部に非相反性部材を含む、光アイソレータを備えるデバイスによって通信するデータセンター。 - 第1端と第2端とを有し、前記第1端及び前記第2端それぞれに電磁波が入出力されるポートを有する第1導波路と、
両端を有し、前記第1導波路に沿って位置し、前記第1導波路と互いに結合する、少なくとも1つの第2導波路と
を備え、
任意の動作周波数において、前記第1導波路と前記第2導波路とは、前記第1端から入力された電磁波が前記第2端に向けて伝搬する場合の結合係数よりも、前記第2端から入力された電磁波が前記第1端に向けて伝搬する場合の結合係数の方が大きくなるように結合する、光アイソレータを備えるデバイスによって通信するデータセンター。 - 基板面を有する基板の上において、前記基板面に沿って並んで位置する第1導波路と第2導波路とを備え、
前記第1導波路及び前記第2導波路はそれぞれ、コアとクラッドとを有し、
前記第1導波路は、第1端と第2端とを有し、前記第1端及び前記第2端それぞれに電磁波が入出力されるポートを有し、
前記第2導波路のコアは、縦横比が0.8乃至1.2であり、前記第2導波路が延在する方向に交差する断面の少なくとも一部に非相反性部材を含む、光アイソレータを備えるデバイスによって通信するデータセンター。
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