JP3181268B2 - 偏波低依存の導波路型光部品 - Google Patents
偏波低依存の導波路型光部品Info
- Publication number
- JP3181268B2 JP3181268B2 JP11938699A JP11938699A JP3181268B2 JP 3181268 B2 JP3181268 B2 JP 3181268B2 JP 11938699 A JP11938699 A JP 11938699A JP 11938699 A JP11938699 A JP 11938699A JP 3181268 B2 JP3181268 B2 JP 3181268B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- optical
- group
- waveguide group
- degrees
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
トウ・ザ・デスク)や光LAN(ローカル・エリア・ネ
ットワーク)等のユーザー系光ネットワーク及び通信処
理装置内の光インターコネクションに必須な、1.3μ
m〜1.6μmの光通信波長帯域において偏波低依存の
導波路型光部品に関するものである。
ある今日、今後の伝送容量の需要拡大に対応するため、
交換・ルーティング等のすべてを光で行う光波長多重
(WDM:Wavelength Division Multiplexing )型ネッ
トワーク技術が注目されている。この光波長多重型ネッ
トワーク上の光ノードには、様々な波長に対して様々な
偏波を持った光信号が到達する。
型光部品に偏波依存性が存在すると、各波長ごとに信号
強度が異なることになり、これが原因でネットワーク全
体の柔軟性及び信頼性を損なう要因となりうる。従っ
て、このノードに導入される導波路型光部品は、偏波低
依存特性を有することが必須となる。
の光導波路群と各々平行な光軸を有し該第一の光導波路
群と各々交差するn本の第二の光導波路群を有するm×
n格子状光導波路で、該第一の光導波路群からの光を該
第二の光導波路群へ切り替えることのできる反射構造を
持つ導波路型光部品において、その偏波依存性に関する
検討は、十分なされていなかった。
子において、反射状態でのグース−ヘンヒェンシフトを
考慮して、該反射構造物の反射面からの光の侵込み量を
計算すると、入射光の偏波方向によって光の侵込み量が
異なる、つまり、偏波依存性が存在することが判明し
た。そこで、本発明の目的は、この光の偏波方向による
侵込み量の違いに起因した偏波依存性を低減した導波路
型光部品を提供することにある。
明の請求項1に係る偏波低依存の導波路型光部品は、前
記の課題を解決するため、各々平行な光軸を有するm本
の第一の光導波路群と各々平行な光軸を有し該第一の光
導波路群と各々交差するn本の第二の光導波路群を有す
るm×n格子状光導波路で、該第一の光導波路群からの
光を該第二の光導波路群へ切り替えることのできる反射
構造を有し、該反射構造物の内側が反射時に空気で満た
される反射構造付き交差光導波路で、該第一の光導波路
群及び該第二の光導波路群のコアの屈折率がガラスと等
価であり、且つ、該反射構造物の内側が反射時に空気で
満たされる反射構造付き交差光導波路において、該第一
の光導波路群と該第二の光導波路群の間の交差角、即
ち、第一の光波路群の光の進行方向から該第二の光導波
路群の光の進行方向を見た角度が50度から80度の範
囲内に限定することを特徴とする。
る偏波低依存の導波路型光部品は、各々平行な光軸を有
するm本の第一の光導波路群と各々平行な光軸を有し該
第一の光導波路群と各々交差するn本の第二の光導波路
群を有するm×n格子状光導波路で、該第一の光導波路
群からの光を該第二の光導波路群へ切り替えできる反射
構造を有し、該第一の光導波路群及び該第二の光導波路
群のコアの屈折率がガラスと等価であり、且つ、該反射
構造物の内側が反射時に空気で満たされる反射構造付き
交差光導波路において、該第一の光導波路群と該第二の
光導波路群の間の交差角、即ち、第一の光波路群の光の
進行方向から該第二の光導波路群の光の進行方向を見た
角度が73度から74度の範囲内にあることを特徴とす
る。
一の光導波路群及び該第二の光導波路群のコアの屈折率
がガラスと等価であり、且つ、該反射構造物の内側が反
射時に空気で満たされる反射構造付き交差光導波路にお
いて、該第一の光導波路群と該第二の光導波路群の間の
交差角が50度より大きく80度以下の範囲内に限定す
ることで、光損失の偏波依存性の原因となる偏光方向に
よる光の侵込み量の違いを低減し、1.3μm〜1.6
μmの光通信波長帯域において、光通信を行なう上で無
視できるレベルの偏波低依存導波路型PLC(Planar L
ightwave Circuit)を提供することが可能となる。
導波路群の間の交差角を低角度に設定すると、該第一の
光導波路群と該第二の光導波路群が接近するため、結果
として、消光比を悪化させることになる。従って、該第
一の光導波路群と該第二の光導波路群の間の交差角は、
前記範囲内で、可能な限り大きくとる方が良い。
いて、該第一の光導波路群と該第二の光導波路群の間の
交差角が73度から74度に限定することで、光損失の
偏波依存性の原因となる偏光方向による光の侵込み量の
違いをほとんどゼロとし、1.0μm〜1.6μmの光
通信波長帯域において、光通信を行なう上で、ほとんど
偏波依存性を持たない導波路型光部品を提供することが
可能となる。
−ヘンヒェンシフト量(xg)は一般に次式で表される
(光電子工学;小山次郎、西原浩共著;コロナ社)。
I(請求項記載の導波路系ではコアに対応)中での波
数、k2は媒質II(請求項記載の導波路系では反射構造
物内に対応)中での波数、k1zは媒質I中での波数のz
軸成分、φは入射角の補角の2倍角(請求項記載の導波
路系では交差角に対応;単位:度)、n2は媒質II中の
屈折率を表す。入射角をαとすれば、90°−α=φ/
2である。また、S偏光の光を入射した際のグース−ヘ
ンヒェンシフト量は、次式で表される。
波路型光部品を図1に示す。同図に示すように、この導
波路型光部品には、各々平行な光軸を有するm本の第一
の光導波路群と各々平行な光軸を有し、これら第一の光
導波路群と各々交差するn本の第二の光導波路群を有す
るm×n格子状光導波路が形成されている。また、この
導波路型光部品には、第一の光導波路群からの光を該第
二の光導波路群へ切り替えできる反射構造が形成され、
該第一の光導波路群及び該第二の光導波路群のコアの屈
折率がガラスと等価となっている。更に、該反射構造物
の内側が反射時に空気で満たされる反射構造付が設けら
れている。
−ヘンヒェンシフト量の算出式である。ところが、本発
明では、図1に示されるように、各偏波光は自由空間を
進行するのではなく、導波路内に閉じ込められた状態で
伝搬している。このため、本発明における波数は、自由
空間の系における波数とは異なり、以下のようにして求
められる。先ず、本発明において計算を行う場合、媒質
I(導波路コアに相等)中での波数k1とそのz軸成分
k1zは、等価屈折率法で求められる屈折率(ne)を用
いて下式で算出した。
以下の関係式より算出した。
aはコア半径、n0はクラッドの屈折率、n1はコアの屈
折率を表す。同様にして、媒質IIの波数k2は、k2=2
π/(λ/n2)により求められる。
について、入力光波長が1.55μm及び1.3μm、
クラッドの屈折率n0が1.45、コアの屈折率n1が
1.45435、コア半径aが4μm、空気の屈折率n
2が1.0である場合の計算結果を図2に示す。図3
は、図2におけるP偏光及びS偏光のグース−ヘンヒェ
ンシフト量差(絶対値)を導波路間の交差角に対してプ
ロットしたものである。導波路交差角が74度近傍にあ
るとき、P偏光及びS偏光のグース−ヘンヒェンシフト
量差、つまり、偏波依存性が完全に除去されることがわ
かる。
4は、図3におけるP偏光及びS偏光のグース−ヘンヒ
ェンシフト量差を反射損失(PDL)に換算したもので
ある。導波路交差角が90度以下にあるとき、導波光波
長が1.55μm及び1.3μmの両波長領域で、反射
損失の偏波依存性が0.2dB以下となることから、導
波路交差角が90度以下にあるとき、偏波依存性は充分
に無視しうる、と言える。ここで、交差角の範囲として
は、50度〜80度の範囲が好ましく、また、70度〜
75度の範囲が更に好ましく、更に73度〜74度が最
も好ましい。
ト量差を換算したものであるが、グース−ヘンヒェンシ
フト量差とは、S偏光とP偏光のそれぞれのグース−ヘ
ンヒエンジフト量の差である。実際の反射損失は、S偏
光とP偏光の反射損失を別々に測定し、その差をとるこ
とによって求める。それぞれの測定誤差は、通常使用さ
れる光検出器の検出感度を考慮するとせいぜい0.ld
B程度である。
算されるので、反射損失が0.2dB以下では反射損失
があるかどうかは正確には検出できない。よって、0.
2dB以下では偏波依存が無視できるといえる。なお、
実際に実用化されているTO(熱光学)スイッチの場
合、反射損失は0.5dB程度であるが、一般的に偏波
依存性は無視できるといわれている。
品において、第一の光導波路群及び該第二の光導波路群
のコアの断面寸法が8.0μm角でコア・クラッド間の
比屈折率差が0.15%から0.25%の範囲内にする
か、又は、該第一の光導波路群及び該第二の光導波路群
のコア・クラッド間の比屈折率差が0.30%でコアの
断面寸法が6.7μm角から7.0μm角の範囲内に限
定することで、偏波低依存性と同時に、反射構造物を作
製する際の位置合せ誤差や、光導波路との光ファイバ接
合の軸合せ誤差に起因する波長依存性を低減させた導波
路型光部品を提供することが可能となる(特願平10−
238599号)。
路型光部品は、該第一の光導波路群及び該第二の光導波
路群のコアの屈折率がガラスと等価であり、且つ、該反
射構造物の内側が反射時に空気で満たされる反射構造付
き交差光導波路において、該第一の光導波路群と該第二
の光導波路群の間の交差角を50度から80度まで範囲
内に限定することで、1.3μm〜1.6μmの光通信
波長帯域において、偏波低依存の導波路型光部品を提供
することが可能となる。更に、該第一の光導波路群と該
第二の光導波路群の間の交差角を73度から74度の範
囲に限定することで、1.3μm〜1.6μmの光通信
波長帯域において、ほとんど偏波依存性を持たない導波
路型光部品を提供することが可能となる等の著しい効果
を奏する。
光導波路の交差部近傍の概略図である。
量を導波路交差角に対して表したグラフである。
量差(絶対値)を導波路交差角に対してプロットしたグ
ラフである。
P偏光及びS偏光のグース−ヘンヒェンシフト量差を反
射損失に換算したグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】 各々平行な光軸を有するm本の第一の光
導波路群と各々平行な光軸を有し該第一の光導波路群と
各々交差するn本の第二の光導波路群を有するm×n格
子状光導波路で、該第一の光導波路群からの光を該第二
の光導波路群へ切り替えできる反射構造を有し、該第一
の光導波路群及び該第二の光導波路群のコアの屈折率が
ガラスと等価であり、且つ、該反射構造物の内側が反射
時に空気で満たされる反射構造付き交差光導波路におい
て、該第一の光導波路群と該第二の光導波路群の間の交
差角、即ち、第一の光波路群の光の進行方向から該第二
の光導波路群の光の進行方向を見た角度が50度から8
0度の範囲内にあることを特徴とする偏波低依存の導波
路型光部品。 - 【請求項2】 各々平行な光軸を有するm本の第一の光
導波路群と各々平行な光軸を有し該第一の光導波路群と
各々交差するn本の第二の光導波路群を有するm×n格
子状光導波路で、該第一の光導波路群からの光を該第二
の光導波路群へ切り替えできる反射構造を有し、該第一
の光導波路群及び該第二の光導波路群のコアの屈折率が
ガラスと等価であり、且つ、該反射構造物の内側が反射
時に空気で満たされる反射構造付き交差光導波路におい
て、該第一の光導波路群と該第二の光導波路群の間の交
差角、即ち、第一の光波路群の光の進行方向から該第二
の光導波路群の光の進行方向を見た角度が73度から7
4度の範囲内にあることを特徴とする偏波低依存の導波
路型光部品。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11938699A JP3181268B2 (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 偏波低依存の導波路型光部品 |
US09/558,152 US6445845B1 (en) | 1999-04-27 | 2000-04-26 | Optical switch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11938699A JP3181268B2 (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 偏波低依存の導波路型光部品 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000310720A JP2000310720A (ja) | 2000-11-07 |
JP3181268B2 true JP3181268B2 (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=14760225
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11938699A Expired - Fee Related JP3181268B2 (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 偏波低依存の導波路型光部品 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3181268B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6470109B1 (en) * | 2000-06-08 | 2002-10-22 | Agilent Technologies, Inc. | Determining waveguide positions and angles for efficient reflective coupling |
-
1999
- 1999-04-27 JP JP11938699A patent/JP3181268B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000310720A (ja) | 2000-11-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0429216B1 (en) | Hybrid optical isolator, circulator or switch, and systems utilizing same | |
US11353655B2 (en) | Integrated optical polarizer and method of making same | |
US5361157A (en) | Bidirectional light transmission system and optical device therefor | |
Wang et al. | Polarization-independent mode-evolution-based coupler for the silicon-on-insulator platform | |
US5838842A (en) | Self-imaging waveguide optical polarization or wavelength splitters | |
US5852691A (en) | Self-imaging waveguide optical polarization or wavelength splitters | |
Schwelb | Generalized analysis for a class of linear interferometric networks. I. Analysis | |
EP0738907B1 (en) | Integrated optical polarisation splitter | |
CN108923858B (zh) | 一种硅基波导光学混频器装置 | |
Zhao et al. | High‐Performance Mode‐Multiplexing Device with Anisotropic Lithium‐Niobate‐on‐Insulator Waveguides | |
US5375178A (en) | Integrated optical polarization manipulating device | |
EP0848278B1 (en) | Optical circulator | |
JPH04259801A (ja) | マッハツェーンダー干渉計 | |
JP3181268B2 (ja) | 偏波低依存の導波路型光部品 | |
WO2003062909A2 (en) | Polarisation converter | |
JP3208532B2 (ja) | Mz干渉計を有する光非線形分岐エレメント | |
WO2001023955A2 (en) | A nanophotonic mach-zehnder interferometer switch and filter | |
CN108897099B (zh) | 一种全保偏光纤干涉型梳状滤波器 | |
JP3420501B2 (ja) | 光分岐結合器 | |
JP2758285B2 (ja) | 導波路形光結合器 | |
JP3186890B2 (ja) | 波長分散補償器 | |
FI129694B (en) | Polarization division devices and methods | |
JPS6283731A (ja) | 光スイツチ | |
Zengerle | Polarisation splitter based on beam steering in periodic planar optical waveguides | |
AU675424B2 (en) | Improvements to optical phase shifting |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010403 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090420 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090420 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100420 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100420 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110420 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120420 Year of fee payment: 11 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |