JP4189346B2 - 光分配回路 - Google Patents
光分配回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4189346B2 JP4189346B2 JP2004093272A JP2004093272A JP4189346B2 JP 4189346 B2 JP4189346 B2 JP 4189346B2 JP 2004093272 A JP2004093272 A JP 2004093272A JP 2004093272 A JP2004093272 A JP 2004093272A JP 4189346 B2 JP4189346 B2 JP 4189346B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- output
- light
- slab waveguide
- optical
- 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
Description
このようなアレイ型波長分配器の各導波路は、所定の基板の上に下クラッド層が形成され、この下クラッド層の上に各導波路の形状に対応させてパターニングされたコアが形成され、このコアの側面および上面を覆うように上クラッド層が形成されることにより、コアの周囲が上下クラッド層で囲まれた構成を有する。
このようなアレイ型波長分配器400は、光通信システムの中に組み込まれ、重要な素子として実用に供されている。
このため、入力導波路401から入力スラブ導波路402に出力された光のうち、入力スラブ導波路402の側面に到達した光は、入力スラブ導波路402の側面から上クラッド層に漏れ出る成分が多い。すなわち、入力スラブ導波路402の側面の上クラッド層で反射してアレイ導波路403に導入される成分が少ない。
したがって、石英系の材料から構成される光分配回路では、スラブ導波路での反射に起因する出力側の光の位相遅れ等の問題が、殆ど発生していなかった。
シリコン系の光回路の導波路材料としては、高屈折率材(コア)としてSi(シリコン)(屈折率:約3.5)、低屈折率材(クラッド)としてポリマー系樹脂またはSiO2(二酸化珪素)(屈折率:約1.5)等が用いられる。従来の石英系材料では、前者をゲルマニウムやリンを添加したSiO2(屈折率:約1.5)、後者としてSiO2(屈折率:約1.48)が使われていた。光導波路における光の閉じ込めの性能の指標となる「比屈折率差」で両者を比較すると、シリコン系導波路は石英系導波路に比べて値が数10倍ほど大きい。このため、シリコン系の光導波路は、光を閉じ込める能力が高いので、導波路の断面積を小さくすることができ、かつ、導波路を急峻に曲げても光が漏れずに伝搬することができるという非常に優れた効果を有する。
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
岡本勝就、光導波路の基礎、コロナ社、1992年、39−45頁
したがって、コアとクラッドの屈折率差が大きいシリコン系の光分配回路では、スラブ導波路での反射に起因する出力側の光の位相遅れが発生してS/N比が低下する等の光分配回路の性能が低下するという問題があった。
そこで本発明は上述したような課題を解決するためになされたものであり、性能の低下を防ぐことができる光分配回路を提供することを目的とする。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、第1の実施の形態における光分配回路のコアの構成を示す平面図、図2(a)は、図1のI-I線断面図、(b)は図1のII-II線断面図、(c)は、図1のIII-III線断面図である。
ここで、下クラッド層2および上クラッド層4には、二酸化珪素、酸窒化シリコン(SiON)、ポリイミド系有機化合物、エポキシ系有機化合物、アクリル系有機化合物、空気、真空等を材料として用いることができる。これらの材料の屈折率は、ほぼ1.0〜1.7の間にある。また、コア3には、珪素、ゲルマニウム、ガリウム・砒素系化合物、インジウム・燐系化合物、インジウム・アンモン系化合物等を材料として用いることができる。これらの材料の屈折率は、ほぼ3.0〜4.5の間にある。
なお、図1に示す平面に対して鉛直方向、すなわち、図2を正面視した状態で縦方向を、縦方向とする。同様に、この縦方向に垂直な方向を横方向とする。
入力ポート21には、入力導波路10が接続されており、入力導波路10から導入された光を、開口からスラブ導波領域20aに導入する。
出力ポート群22には、出力ポート毎に対応する出力導波路群30の出力導波路が接続されており、入力ポート21から導入されスラブ導波領域20aを伝播してきた光を出力導波路群30に導入する。
入力導波路10を伝播してきた光は、入力ポート21の開口部から出力ポート群22に向けてスラブ導波路20内に導入される。
入力ポート21から導入された光は、フレネル・キルヒホッフの回折理論にしたがって、入力ポート21の開口の大きさとその光の波長に応じた所定の広がり角と強度分布を持ってスラブ導波路のスラブ導波領域20a内部を伝播する。この回折理論および電磁界解析方法については、上記非特許文献1に記載されている。
減衰領域20bを伝播する迷光は、減衰領域20bが可能な限り広く形成されているので、コア3の減衰領域20bに対応する部分を伝播する過程で、下クラッド層2または上クラッド層4に漸次漏洩するか、または、コア3を構成する材料の結晶、例えばSi結晶などの振動で熱に変換されることにより、減衰する。
次に、本発明にかかる第2の実施の形態について説明する。図3は、本実施の形態の構成を示す模式図である。
本実施の形態は、第1の実施の形態の光分配回路1により光源から入力された光信号を複数の光回路に分配する光集積回路である。したがって、以下にする説明において、第1の実施の形態と同等の構成要素には同じ名称および符号を付して、適宜説明を省略する。
入力ポート21には、入力導波路10が接続されており、入力導波路10を介して光源110から導入された光信号を、開口からスラブ導波領域20aに導入する。
出力ポート群22には、出力ポート毎に対応する出力導波路30a〜30eが接続されており、入力ポート21から導入されスラブ導波領域20aを伝播してきた光信号を出力導波路30a〜30eに導入する。
光回路120a〜120eは、公知の光回路から構成され、出力導波路30a〜30から入力された光信号に基づいて動作する。
光源110により光分配回路1に入力され、入力導波路10を伝播して入力ポート21からスラブ導波路20のスラブ導波領域20aに導入された光信号のうち、出力ポート群22に直接に伝播した光信号(例えば、図1中の矢印aで示される光信号)は、出力導波路30a〜30eを伝播して、光回路120a〜120eに出力される。
また、光源110により光分配回路1に入力され、入力導波路10を伝播して入力ポート21からスラブ導波路20のスラブ導波領域20aに導入された光信号のうち、出力ポート群22に直接に伝播しなかった迷光において、減衰領域20b(例えば、図3中の光分配回路1の出力導波路側の領域)中を伝播しても減衰しなかった迷光は、部材20cに到達する。この部材20cに到達した迷光は、部材20cに至るまでの減衰領域20bにおける伝播の過程で減衰しているため、その強度が小さい。したがって、部材20cに到達した迷光は、SiO2から構成される壁20cを透過することができず、部材20cにより減衰領域20b中に反射または散乱される。上述したように、部材20cに到達した迷光は、部材20cに到達するまでに強度が小さくなっているので、部材20cにより反射または散乱させられると、減衰領域20b中でさらに減衰する。したがって、部材20cに到達した迷光は、出力ポート群22から出力導波路30a〜30eに導入されないのみならず、出力ポート群22に入射する光信号に影響を与えることすらできなくなる。
このように、本実施の形態によれば、部材20cを設けることにより、部材20cに到達した迷光が出力導波路30a〜30eを伝播する光信号とカップリングするのを防ぐことができる。結果として、出力導波路30a〜30eを配設経路の自由度が増す。
また、光分配回路1は、図3に示すような光集積回路の一部に使用される場合、スラブ導波路20を構成するスラブ導波領域20aおよび減衰領域20bは、2次元に広がる板の形状を有するようにしてもよい。
Claims (5)
- 第1の材料からなる平板を前記第1の材料よりも低い屈折率を有する第2の材料で挟さんだ構造を有し、入力ポートとこの入力ポートを中心とする平面視略扇形の円弧の部分に形成され開口を前記入力ポートに対向させた複数の出力ポートを備えたスラブ導波路と、
前記入力ポートに接続され、前記スラブ導波路内に光を導入する入力導波路と、
前記出力ポートに接続され、前記スラブ導波路内を伝播する光を出力する出力導波路と
を有する光分配回路であって、
前記スラブ導波路は、
前記平面視略扇形に対応し、前記入力ポートおよび複数の前記出力ポートが形成されたスラブ導波領域と、
このスラブ導波領域の前記平板の平面に沿った横方向の周囲に延在し、当該横方向の端部において側面が露出した構造を有し、前記スラブ導波領域と同じ材料からなる減衰領域と
から構成され、
前記減衰領域は、前記入力ポートから前記スラブ導波領域に導入され前記出力ポートに直接導入されない光を減衰させる
ことを特徴とする光分配回路。 - 前記出力導波路近傍に、前記入力ポートから前記スラブ導波領域に導入され前記出力ポートに直接導入されない光が前記出力導波路に入るのを防ぐ部材を備える
ことを特徴とする請求項1記載の光分配回路。 - 前記出力導波路の一部は、前記入力ポートから前記スラブ導波領域に導入される光の進行方向に対して略垂直に配設されている
ことを特徴とする請求項1または2記載の光分配回路。 - 前記第1の材料は、屈折率が3.0〜4.5の間にあり、
前記第2の材料は、屈折率が1.0〜1.7の間にある
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の光分配回路。 - 前記第1の材料は、珪素、ゲルマニウム、ガリウム・砒素系化合物、インジウム・燐系化合物、インジウム・アンモン系化合物の何れかであり、
前記第2の材料は、二酸化珪素、酸窒化シリコン、ポリイミド系有機化合物、エポキシ系有機化合物、アクリル系有機化合物、空気、真空の何れかである
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の光分配回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004093272A JP4189346B2 (ja) | 2004-03-26 | 2004-03-26 | 光分配回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004093272A JP4189346B2 (ja) | 2004-03-26 | 2004-03-26 | 光分配回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005283640A JP2005283640A (ja) | 2005-10-13 |
JP4189346B2 true JP4189346B2 (ja) | 2008-12-03 |
Family
ID=35182132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004093272A Expired - Fee Related JP4189346B2 (ja) | 2004-03-26 | 2004-03-26 | 光分配回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4189346B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012014027A (ja) * | 2010-07-02 | 2012-01-19 | Oki Electric Ind Co Ltd | スターカプラ及び光合分波素子 |
JP5644630B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2014-12-24 | 沖電気工業株式会社 | 光導波路素子 |
-
2004
- 2004-03-26 JP JP2004093272A patent/JP4189346B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005283640A (ja) | 2005-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6873777B2 (en) | Two-dimensional photonic crystal device | |
Niemi et al. | Wavelength-division demultiplexing using photonic crystal waveguides | |
US6553165B1 (en) | Optical waveguide gratings | |
WO2021096650A1 (en) | Two-channel integrated photonic wavelength demultiplexer | |
US6434303B1 (en) | Optical waveguide slab structures | |
Akosman et al. | Compact wavelength de-multiplexer design using slow light regime of photonic crystal waveguides | |
US6915029B2 (en) | High density integrated optical chip with low index difference and high index difference waveguide functions | |
US20040213536A1 (en) | Optical waveguide structure | |
KR20140112012A (ko) | 집적된 서브-파장 격자 시스템 | |
WO2002027372A2 (en) | Optical waveguide transmission devices | |
JP2006251063A (ja) | 光コネクタ、光結合方法及び光素子 | |
US7106929B2 (en) | Waveguide device | |
US6920264B2 (en) | Arrayed waveguide grating type wavelength division demultiplexer | |
Guo et al. | Ultra‐Broadband Multimode Waveguide Crossing via Subwavelength Transmitarray with Bound State | |
JP4189346B2 (ja) | 光分配回路 | |
US6493487B1 (en) | Optical waveguide transmission devices | |
JP2002350657A (ja) | フォトニック結晶導波路 | |
US20150309260A1 (en) | Integrated optical circuit and methods for its manufacturing and reconfiguring | |
WO2007050058A1 (en) | Spatial separation of optical frefquency components using photonic crystals | |
JP4557119B2 (ja) | 波長分波器 | |
WO2004023179A1 (en) | Stray light suppression structures using a waveguide and angled, deep etched trenches filled with an absorbing material | |
JP2002182048A (ja) | 双方向伝送用導波路フィルム | |
JPH11133253A (ja) | アレイ導波路型波長合分波器 | |
JP2017191253A (ja) | 光集積回路及びその製造方法 | |
Hu et al. | Angled multimode interferometer for bidirectional wavelength division (de) multiplexing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060405 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080425 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080507 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080707 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080909 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080912 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110919 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120919 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130919 Year of fee payment: 5 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |