JP5333031B2 - 光分岐素子およびその製造方法 - Google Patents
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Description
はじめに、本発明の実施の形態1について説明する。図1は、本実施形態1における光分岐素子の構成例を示す平面図である。この光分岐素子は、方向性結合器の構成をもち、コア101およびコア102から構成される入力光導波路と、これらの各々に連続するコア103およびコア104からなる光導波路より構成された結合領域110、およびコア105およびコア106からなる出力光導波路を備える。この光分岐素子は、上記入力光導波路に対し、コア103およびコア104からなる各光導波路は、光結合が起こるように近設している。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態では、本発明の光分岐素子をマッハツェンダー干渉計に適用した場合について、図4の平面図を用いて説明する。本実施の形態におけるマッハツェンダー干渉計は、 入力導波路401,402と、方向性結合器を構成する結合領域410と、一方の導波路と他方の導波路との導波路長が異なる非対称領域411と、方向性結合器を構成する結合領域412と、出力導波路403,404とを備える。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態では、本発明の光分岐素子をリング共振器に適用した場合について、図5の平面図を用いて説明する。本実施の形態におけるリング共振器は、2つの直線導波路501,502と、これらに挟まれたリング導波路503と、直線導波路501とリング導波路503との結合領域510と、直線導波路502とリング導波路503との結合領域511とを備える。
はじめに、実施例1として、Si系を基本とする半導体を用いた光導波路による光分岐素子を例にして説明する。ここでは、前述した式(12)を用いた結合係数K12と、式(9)による、結合領域110におけるコア103内での位置zに対する電界振幅A(z)とにより、コア101による入力光導波路から入力され、コア106からなる出力光導波路より出力される光強度(光出力強度)を求める。コア106からなる出力光導波路より出力される光強度は、式(9)を2乗することで求められる。
次に、実施例2として、コア材料をSiNから構成した場合の、コアとクラッドとの比屈折率差Δ=20%前後の光導波路について最適化した場合について説明する。ここでは、前述した式(12)を用いた結合係数K12と、式(9)による、結合領域110におけるコア103内での位置zに対する電界振幅A(z)とにより、コア101による入力光導波路から入力され、コア106からなる出力光導波路より出力される光強度(光出力強度)を求める。コア106からなる出力光導波路より出力される光強度は、式(9)を2乗することで求められる。
次に、実施例3として、コア材料をSiONから構成した場合の、コアとクラッドとの比屈折率差Δ=6%程度の光導波路について最適化した場合について説明する。ここでも、前述した式(12)を用いた結合係数K12と、式(9)による、結合領域110におけるコア103内での位置zに対する電界振幅A(z)とにより、コア101による入力光導波路から入力され、コア106からなる出力光導波路より出力される光強度(光出力強度)を求める。コア106からなる出力光導波路より出力される光強度は、式(9)を2乗することで求められる。
次に、実施例4として、コア材料をSiO2から構成した場合の比屈折率Δ=1.3%程度の光導波路について最適化した場合について説明する。ここでも、前述した式(12)を用いた結合係数K12と、式(9)による、結合領域110におけるコア103内での位置zに対する電界振幅A(z)とにより、コア101による入力光導波路から入力され、コア106からなる出力光導波路より出力される光強度(光出力強度)を求める。コア106からなる出力光導波路より出力される光強度は、式(9)を2乗することで求められる。
次に、実施例5として、コア材料をSiO2から構成した場合の、比屈折率差Δ=0.6%程度の光導波路について最適化した場合について説明する。ここでも、前述した式(12)を用いた結合係数K12と、式(9)による、結合領域110におけるコア103内での位置zに対する電界振幅A(z)とにより、コア101による入力光導波路から入力され、コア106からなる出力光導波路より出力される光強度(光出力強度)を求める。コア106からなる出力光導波路より出力される光強度は、式(9)を2乗することで求められる。
Claims (6)
- 互いに近設している結合領域を有して同じ断面寸法に形成された第1コア,第2コアとクラッドとを備え、
前記結合領域における前記第1コアおよび前記第2コアの中心間の距離g、
前記第1コアおよび前記第2コアのコア幅w、
前記第1コアおよび前記第2コアの屈折率n1、
前記第1コアおよび前記第2コアの間の前記クラッドの屈折率n2、
単独で存在する場合の前記第1コアおよび前記第2コアによる光導波路の伝搬定数β0、
真空中の波数k0、
以下の式(A)によるγ3、
ことを特徴とする光分岐素子。
- 請求項1記載の光分岐素子において、
前記第1コアおよび前記第2コアの屈折率n1、前記クラッドの屈折率n2、および前記第1コアと前記第2コアとの中心間の距離gを任意に与え、数値解析によって前記式(B)をwで微分した式が0となるようにwが定められている
ことを特徴とする光分岐素子。 - 請求項1記載の光分岐素子において、
コア幅は、コア幅以外のパラメータに対して任意の値を設定し、コア幅を変化させた場合の、前記第1コアよりなる光導波路の一端より入力された光が、前記第2コアよりなる光導波路の他端に出力される光出力強度の変化が0となるように、前記式(B)を用いて求められるものである
ことを特徴とする光分岐素子。 - 互いに近設している結合領域を有して同じ断面寸法に形成された第1コアおよび第2コアを形成する工程と、
クラッドを形成する工程と
を少なくとも備え、
前記結合領域における前記第1コアおよび前記第2コアの中心間の距離g、
前記第1コアおよび前記第2コアのコア幅w、
前記第1コアおよび前記第2コアの屈折率n1、
前記第1コアおよび前記第2コアの間の前記クラッドの屈折率n2、
単独で存在する場合の前記第1コアおよび前記第2コアによる光導波路の伝搬定数β0、
真空中の波数k0、
以下の式(A)によるγ3、
ことを特徴とする光分岐素子の製造方法。
- 請求項4記載の光分岐素子の製造方法において、
前記第1コアおよび前記第2コアの屈折率n1、前記クラッドの屈折率n2、および前記第1コアと前記第2コアとの中心間の距離gを任意に与え、数値解析によって前記式(B)をwで微分した式が0となるようにwを設定する
ことを特徴とする光分岐素子の製造方法。 - 請求項4記載の光分岐素子の製造方法において、
コア幅以外のパラメータに対して任意の値を設定し、コア幅を変化させた場合の、前記第1コアよりなる光導波路の一端より入力された光が、前記第2コアよりなる光導波路の他端に出力される光出力強度の変化が0となるコア幅を、前記式(B)を用いて求める
ことを特徴とする光分岐素子の製造方法。
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JP2009186440A JP5333031B2 (ja) | 2009-08-11 | 2009-08-11 | 光分岐素子およびその製造方法 |
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JP2011039286A JP2011039286A (ja) | 2011-02-24 |
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---|---|---|---|---|
JP2557455B2 (ja) * | 1988-03-11 | 1996-11-27 | 日本電信電話株式会社 | 光合分波器 |
JP2006065089A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光方向性結合器および波長無依存カプラ |
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2009
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