JP4960201B2 - 光波長合分波回路 - Google Patents
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Description
図9は、実施形態1に係る光波長合分波回路の平面図である。光波長合分波回路900は、第1の入出力導波路901と、第2のスラブ導波路902と、複数本の導波路を有するアレイ導波路903と、第2のスラブ導波路904と、第2の入出力導波路905とを備える。図10は、本実施形態に係るテーパ導波路を備える光波長合分波回路の一部の拡大図である。第1の入出力導波路901と第1のスラブ導波路902との接続部分、および第2のスラブ導波路904と第2の入出力導波路905との接続部分を拡大して示してある。本発明に係るテーパ導波路1006が第1の入出力導波路901と第1のスラブ導波路902との間に設けられている。また、第2のスラブ導波路904と第2の入出力導波路905との間には、直線テーパ1007で設けられている。
図11に、実施例1−1に係るテーパ導波路を示した。γ=1.6、ε=1.7を適用し、テーパ導波路1006の長さY=150μm、始点の幅W1=4.5μm、終点の幅W2=16.0μmを適用した。
図14に、実施例1−2に係るテーパ導波路を示した。本実施例においては、γ=0.5、ε=2.5を適用し、テーパ導波路1006の長さY=150μm、始点の幅W1=4.5μm、終点の幅W2=16.0μmを適用した。
実施形態2に係る光波長合分波回路は、テーパ導波路1006を除いて、実施形態1に係る光波長合分波回路と同一の構成である。図17は、実施形態2に係る光波長合分波回路が備えるテーパ導波路の形状を説明するための図である。テーパ導波路1006は、入力導波路901側の幅がWSであり、第1のスラブ導波路902側の幅がWE1+WE2となるように拡大している。テーパ導波路1006と第1のスラブ導波路902との接続点からの距離yの位置におけるx>0側の幅w1が、正実数γ1および正実数ε1を用いて、
図17は、本実施例に係る光波長合分波回路について、テーパ導波路1006の形状を説明する図である。本実施例においてはY=150μm、WS=4.5μm、WE1=8.4μm、WE2=7.6μm、γ1=γ2=0.5、ε1=ε2=2.5としている。また直線テーパ1007は出力導波路105側の幅4.5μm、第2のスラブ導波路904側の幅7.0μm、テーパの長さ500μmとしている。
本実施例においてはY=150μm、WS=4.5μm、WE1=WE2=8.0μm、γ1=0.3、γ2=0.7、ε1=ε2=2.5としている。また直線テーパ1007は出力導波路905側の幅4.5μm、第2のスラブ導波路904側の幅7.0μm、テーパの長さ500μmとしている。
実施形態3に係る光波長合分波回路は、テーパ導波路1006を除いて、実施形態1に係る光波長合分波回路と同一の構成である。図25は、実施形態3に係る光波長合分波回路が備えるテーパ導波路の形状を説明するための図である。テーパ導波路1006は、y軸に対して対称な形状を有しており、任意のyにおけるテーパ幅をw(=2|x|)とすると、w=f(y)と表される。f(y)は、単調減少関数である。すなわち、幅wがアレイ導波路903の方向に向かって広がっている。
−0.05<df(y)/dy≦0
とすれば、通常の導波路において殆どの高次モードが散逸すると予想される。よって、f(y)は上記条件を満たす関数であることが好ましい。
実施形態4に係る光波長合分波回路は、テーパ導波路1006を除いて、実施形態1に係る光波長合分波回路と同一の構成である。図27は、実施形態4に係る光波長合分波回路が備えるテーパ導波路の形状を説明するための図である。テーパ導波路1006は、y軸に対して対称な形状を有しており、任意のyにおけるテーパ幅をw(=2|x|)とすると、w=g(y)と表される。g(y)は、単調減少関数である。すなわち、幅wがアレイ導波路903の方向に向かって広がっている。
−0.05<dg(y)/dy≦0
とすれば、通常の導波路において殆どの高次モードが散逸すると予想される。よって、g(y)は上記条件を満たす関数であることが好ましい。
実施形態5に係る光波長合分波回路は、テーパ導波路1006を除いて、実施形態1に係る光波長合分波回路と同一の構成である。図29は、実施形態5に係る光波長合分波回路が備えるテーパ導波路の形状を説明するための図である。テーパ導波路1006は、入力導波路901側の幅がWSであり、第1のスラブ導波路902側の幅がWE1+WE2となるように拡大している。テーパ導波路1006と第1のスラブ導波路902との接続点からの距離yの位置におけるx>0側の幅w1が、w1=h1(y)なる式で表され、x<0側の幅w2が、w2=h2(y)なる式で表される。テーパ導波路1006は、第1の入出力導波路901の中心線を延長した線に関して、非対称な形状となっている。h1(y)およびh2(y)は、単調減少関数である。すなわち、幅w1およびw2がアレイ導波路903の方向に向かって広がっている。
−0.05<dh1(y)/dy、h2(y)/dy≦0
とすることが好ましく、|dh1(y)/dy|および|dh2(y)/dy|の最大値を0.07以上1以下とすることが好ましい。また、実施形態4で述べたように、|dh1(y)/dy|および|dh2(y)/dy|が始点(テーパ導波路1006と第1の入出力導波路901との接続点y=Y)において最大値とならないことが好ましい。
102 第1のスラブ導波路
103 アレイ導波路
104 第2のスラブ導波路
105 第1の入出力導波路
201 シリコン基板
202 導波路コア
203 クラッド
306 パラボラテーパ導波路
307 マルチモード導波路
308 直線テーパ
901 第1の入出力導波路
902 第1のスラブ導波路
903 アレイ導波路
904 第2のスラブ導波路
905 第1の入出力導波路
1006 テーパ導波路
1007 直線テーパ
Claims (7)
- 複数本の導波路を有するアレイ導波路と、
前記アレイ導波路の第1および第2の端部にそれぞれ接続された第1および第2のスラブ導波路と、
前記第1および第2のスラブ導波路にそれぞれ接続された第1および第2の入出力導波路と
を備えるアレイ導波路回折格子で構成された光波長合分波器であって、
前記第1の入出力導波路と前記第1のスラブ導波路との間に、幅wが前記アレイ導波路の方向に向かって広がるテーパ導波路を備え、
前記テーパ導波路は、前記スラブ導波路から遠ざかる方向をy軸としたとき、微係数
前記テーパ導波路は、
長さY、前記テーパ導波路と前記第1の入出力導波路との接続点の幅W 1 、前記テーパ導波路と前記第1のスラブ導波路との接続点の幅W 2 であり、
前記テーパ導波路と前記第1のスラブ導波路との接続点からの距離yの位置における幅wが、正実数γおよび正実数ε(ε>1)を用いて、
- 前記正実数εは、ε≧2であり、
前記正実数γは、γ<1であることを特徴とする請求項1記載の光波長合分波回路。 - 前記テーパ導波路は、前記第1の入出力導波路の中心線を延長した線に関して、非対称な形状であり、
前記非対称な形状は、奇モードの励起を促し、前記奇モードによって生じる非対称な位相分布により、前記アレイ導波路における位相誤差分布を相殺する形状であることを特徴とする請求項1または2に記載の光波長合分波回路。 - 複数本の導波路を有するアレイ導波路と、
前記アレイ導波路の第1および第2の端部にそれぞれ接続された第1および第2のスラブ導波路と、
前記第1および第2のスラブ導波路にそれぞれ接続された第1および第2の入出力導波路と
を備えるアレイ導波路回折格子で構成された光波長合分波器であって、
前記第1の入出力導波路と前記第1のスラブ導波路との間に、幅wが前記アレイ導波路の方向に向かって広がるテーパ導波路を備え、
前記テーパ導波路は、前記スラブ導波路から遠ざかる方向をy軸としたとき、微係数
前記テーパ導波路は、前記第1の入出力導波路の中心線を延長した線に関して、非対称な形状であり、
前記非対称な形状は、奇モードの励起を促し、前記奇モードによって生じる非対称な位相分布により、前記アレイ導波路における位相誤差分布を相殺する形状であり、
前記テーパ導波路は、
長さY、前記テーパ導波路と前記第1の入出力導波路との接続点の幅W S 、前記テーパ導波路と前記第1のスラブ導波路との接続点の幅W E1 +W E2 であり、
前記テーパ導波路と前記第1のスラブ導波路との接続点からの距離yの位置における、前記非対称な形状の一方の側での幅w 1 が、正実数γ 1 および正実数ε 1 (ε 1 >1)を用いて、
γ 1 ≠γ 2 、W E1 ≠W E2 、ε 1 ≠ε 2 の3条件のうち少なくとも1つ以上の条件を満足する非対称な一般化スーパー楕円関数形状であることを特徴とする光波長合分波回路。 - 前記アレイ導波路、前記第1および第2のスラブ導波路、ならびに前記第1および第2の入出力導波路は、石英系ガラスにより形成されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の光波長合分波回路。
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