JP5327895B2 - 光導波路及びアレイ導波路回折格子 - Google Patents
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Description
実施形態1では、まず、タルボ(Talbot)効果の現象と計算結果を説明する。次に、光がスラブ導波路からアレイ導波路に向けて入射するとき、または、光がアレイ導波路からスラブ導波路に向けて入射するときに、挿入損失を低減することができる光導波路について、タルボ効果の現象と計算結果に基づいて説明する。
実施形態2では、光導波路の設計方法を説明する。最初に、位相格子GP1、GP2の光伝搬方向幅L1の設定方法を説明し、次に、干渉領域IFの光伝搬方向幅L2の設定方法を説明し、最後に、アレイ導波路2の端部の位置設定方法を説明する。
実施形態3では、光導波路の製造方法を説明する。図9から図12は、光導波路の構造を示す図である。図9から図11に示した光導波路及び図12に示した光導波路は、位相格子GPの構造において相違する。
実施形態4では、実施形態1−3で説明した光導波路を備えるアレイ導波路回折格子を説明する。アレイ導波路回折格子では、1本以上の第1の入出力導波路、第1のスラブ導波路、複数のアレイ導波路、第2のスラブ導波路及び1本以上の第2の入出力導波路が、この順序で接続される。第1のスラブ導波路と複数のアレイ導波路は、それぞれスラブ導波路1とアレイ導波路2として、実施形態1−3で説明した光導波路を構成する。
アレイ導波路回折格子においては、中央ポートから入力した光を分波する場合、出力ポート間で損失に不均一が生じる。これは出力ポートに到達する光が波長に依存した位相誤差を生じるためで、出力側中心ポートから離れるほどその位相誤差が大きくなる。また光の相反性により光を合波する場合、波長による強度の不均一が生じる。位相格子を備えた場合においては、位相格子がひとつの波長により設計されるため、設計波長からのずれによる位相誤差が生じ、これによっても不均一が生じる。実施形態5では、実施形態4で説明したアレイ導波路回折格子を分波器として用いた場合において、出力側スラブ導波路に設けた干渉領域IFの光伝搬方向幅L2を調整することにより、出力チャネル間損失の均一性を向上させることができることを説明する。図15は、干渉領域IFの光伝搬方向幅L2が様々であるアレイ導波路回折格子の挿入損失の計算結果を示す図で、位相格子GP1を利用しており、d=10.0μm、λ=1.55μm、n=1.45である。
2:アレイ導波路
11、12:屈折率相違領域
13、14:凸状領域
15:島状領域
GP:位相格子
GA:振幅格子
SP、SA:自己像
ED:端部領域
IF:干渉領域
BS:境界面領域
Claims (13)
- 回折格子が端部から距離を置いて内部に形成されたスラブ導波路と、
前記スラブ導波路の端部でかつ前記回折格子の自己像の明干渉部分が形成される位置に端部が接続されたアレイ導波路と、
を備えることを特徴とする光導波路。 - 前記回折格子が位相格子であることを特徴とする請求項1に記載の光導波路。
- 前記位相格子が入射光に対して与える位相差が略90度であることを特徴とする請求項2に記載の光導波路。
- 前記位相格子が入射光に対して与える位相差が略180度であることを特徴とする請求項2に記載の光導波路。
- 前記位相格子は、前記スラブ導波路内に光伝搬の方向と略垂直な方向に間隔を置いて配置された、前記スラブ導波路内の他の領域と異なる屈折率を有する屈折率相違領域を具備することを特徴とする請求項2から請求項4に記載のいずれかの光導波路。
- 隣接する前記屈折率相違領域は、前記屈折率相違領域と等しい屈折率を有する領域で連結されており、前記屈折率相違領域は、前記位相格子全体に渡って一体となっていることを特徴とする請求項5に記載の光導波路。
- 1本以上の第1の入出力導波路と、
前記第1の入出力導波路の端部に前記スラブ導波路の前記アレイ導波路と反対側の端部が接続された請求項1から請求項6に記載のいずれかの光導波路と、
前記アレイ導波路の前記スラブ導波路と反対側の端部に接続された第2のスラブ導波路と、
前記第2のスラブ導波路の前記アレイ導波路と反対側の端部に接続された1本以上の第2の入出力導波路と、
を備えることを特徴とするアレイ導波路回折格子。 - 2本以上の第1の入出力導波路と、
前記第1の入出力導波路の端部が接続された第1のスラブ導波路と、
前記第1のスラブ導波路のうち前記第1の入出力導波路と反対側の端部に接続されたアレイ導波路と、
前記アレイ導波路のうち前記第1のスラブ導波路の反対側の端部に接続された第2のスラブ導波路と、
前記第2のスラブ導波路のうち前記アレイ導波路の反対側の端部に接続された1本以上の第2の入出力導波路と、を備え、
前記第1のスラブ導波路は、回折格子を端部から距離を置いて内部に形成され、光が前記第2の入出力導波路から前記第1の入出力導波路に向けて入射する場合に、前記第1の入出力導波路からの光強度分布が略均一となるように、前記アレイ導波路の端部が前記回折格子の自己像の明干渉部分が形成される位置から外れた位置に接続されることを特徴とするアレイ導波路回折格子。 - 前記回折格子が位相格子であることを特徴とする請求項8に記載のアレイ導波路回折格子。
- 前記位相格子が入射光に対して与える位相差が略90度であることを特徴とする請求項9に記載のアレイ導波路回折格子。
- 前記位相格子が入射光に対して与える位相差が略180度であることを特徴とする請求項9に記載のアレイ導波路回折格子。
- 前記位相格子は、前記スラブ導波路内に光伝搬の方向と略垂直な方向に間隔を置いて配置された、前記スラブ導波路内の他の領域と異なる屈折率を有する屈折率相違領域を具備することを特徴とする請求項9から請求項11に記載のいずれかのアレイ導波路回折格子。
- 隣接する前記屈折率相違領域は、前記屈折率相違領域と等しい屈折率を有する領域で連結されており、前記屈折率相違領域は、前記位相格子全体に渡って一体となっていることを特徴とする請求項12に記載のアレイ導波路回折格子。
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