JP5720354B2 - 光導波路素子及び光ハイブリッド回路 - Google Patents
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Description
第1実施形態による光導波路素子及びその製造方法について図1乃至図11を用いて説明する。
式(1)に示すように、導波路幅のずれに対する特性劣化を緩和するためには、(<δn1>−<δn2>)又はLPSを低減することが重要である。しかしながら、これら2つのパラメータは、所望の位相変化を得るために一方を低減すると他方を増加せざるを得ない関係にある。したがって、光位相シフタをテーパ導波路により形成した光導波路素子では、製造トレランスの増大には限界がある。この限界を克服するためには、両アームに対する伝搬定数を等しくすることが最も有効である。
式(1)と式(2)とを比較すると、実効屈折率neqは(<δn1>−<δn2>)よりも2桁ほど大きいものの、光路長差ΔLPSはLPSより2桁以上小さい。その結果、特性劣化の度合いFM2は、特性劣化の度合いFM1よりも小さくすることができ、導波路幅のずれに対する特性劣化を緩和することができる。
第2実施形態による光導波路素子について図12乃至図19を用いて説明する。第1実施形態による光導波路素子と同様の構成要素には同様の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。
第3実施形態による光ハイブリッド回路について図20を用いて説明する。第1及び第2実施形態による光導波路素子と同様の構成要素には同様の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。
第4実施形態による光導波路素子について図21を用いて説明する。第1乃至第3実施形態による光導波路素子と同様の構成要素には同様の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。
第5実施形態による光ハイブリッド回路について図22を用いて説明する。第1、第2及び第4実施形態による光導波路素子及び第3実施形態による光ハイブリッド回路と同様の構成要素には同様の符号を付し、説明を省略し又は簡潔にする。
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
前記第1の光カプラに接続され、前記第1の信号光を伝搬する第1の光導波路と、前記第1の光導波路とは光路長が異なる前記第2の信号光を伝搬する第2の光導波路とを有し、前記第1の信号光と前記第2の信号光との間に位相差を与える光位相シフタと、
前記光位相シフタの前記第1の光導波路及び前記第2の光導波路に接続され、前記第1の光導波路から出力される前記第1の信号光と前記第2の光導波路から出力される前記第2の信号光とを結合する第2の光カプラとを有し、
前記第1の光導波路は、第1の導波路幅を有し、第1の曲率半径で屈曲する曲げ光導波路であり、
前記第2の光導波路は、第2の導波路幅を有し、第2の曲率半径で屈曲する曲げ光導波路であり、
前記第1の導波路幅と前記第2の導波路幅とが等しく、
前記第1の曲率半径と前記第2の曲率半径との差は±20%の範囲内である
ことを特徴とする光導波路素子。
前記第1の曲率半径と前記第2の曲率半径とが同じである
ことを特徴とする光導波路素子。
前記第1の光導波路の曲げ角度と前記第2の光導波路の曲げ角度とが異なっている
ことを特徴とする光導波路素子。
前記第1の光導波路は、屈曲部と前記第1の光カプラ及び第2の光カプラとの間に、第1の直線導波路及び第2の直線導波路をそれぞれ有し、
前記第2の光導波路は、屈曲部と前記第1の光カプラ及び第2の光カプラとの間に、第3の直線導波路及び第4の直線導波路をそれぞれ有する
ことを特徴とする光導波路素子。
前記第1の光導波路の前記屈曲部と前記第1の直線導波路及び前記第2の直線導波路との間及び前記第2の光導波路の前記屈曲部と前記第3の直線導波路及び前記第4の直線導波路との間にオフセットが設けられている
ことを特徴とする光導波路素子。
前記第1の光カプラ、前記第2の光カプラ、前記第1の光導波路及び前記第2の光導波路は、ハイメサ導波路構造を有する
ことを特徴とする光導波路素子。
前記第1の光カプラは、2つの入力ポートと、2対の出力チャネルを形成する4つの出力ポートとを有し、前記第1の光導波路及び前記第2の光導波路は、前記2対の出力チャネルのうちの一方に接続されている
ことを特徴とする光導波路素子。
前記第2の光カプラは、2つの入力ポートと2つの出力ポートを有する光カプラである
ことを特徴とする光導波路素子。
前記第1の光カプラの前記2つの入力ポートの一方に四位相変位変調信号が入力され、
前記第1の光カプラの前記2つの入力ポートの他方に局発光が入力される
ことを特徴とする光導波路素子。
1つの入力ポートと2つの出力ポートとを有する第3の光カプラと、
前記第3の光カプラの前記2つの出力ポートの一方と前記第1の光カプラの前記2つの入力ポートの一方とを接続する第3の光導波路と、
前記第3の光導波路とは光路長が異なり、前記第3の光カプラの前記2つの出力ポートの他方と前記第1の光カプラの前記2つの入力ポートの他方とを接続する第4の光導波路とを更に有する
ことを特徴とする光導波路素子。
前記第3の光カプラの前記1つの入力ポートに差分四位相変換変調信号光が入力される
ことを特徴とする光導波路素子。
前記第1の光カプラの他方の一対の出力ポート及び前記第2の光カプラの出力ポートから出力される光信号を電気信号に変換する光電変換部と、
前記電気信号に基づいて前記入力光の識別処理を実行する演算部と
を有することを特徴とする光ハイブリッド回路。
12,14,22,24,26,28,32,34,42,44,46,48,72,74,76,86…光導波路
20,30,40,70,80…光カプラ
50,56…バランスド光検出器
52,58…トランスインピーダンスアンプ
54,60…AD変換部
62…デジタル演算回路
82…直線導波路
84…曲げ光導波路
100…InP基板
102…GaInAsPコア層
104…InP層
Claims (8)
- 入力光を分岐して第1の信号光及び第2の信号光を出力する第1の光カプラと、
前記第1の光カプラに接続され、前記第1の信号光を伝搬する第1の光導波路と、前記第1の光導波路とは光路長が異なる前記第2の信号光を伝搬する第2の光導波路とを有し、前記第1の信号光と前記第2の信号光との間に位相差を与える光位相シフタと、
前記光位相シフタの前記第1の光導波路及び前記第2の光導波路に接続され、前記第1の光導波路から出力される前記第1の信号光と前記第2の光導波路から出力される前記第2の信号光とを結合する第2の光カプラとを有し、
前記第1の光導波路は、第1の導波路幅を有し、第1の曲率半径で屈曲する曲げ光導波路であり、
前記第2の光導波路は、第2の導波路幅を有し、第2の曲率半径で屈曲する曲げ光導波路であり、
前記第1の導波路幅と前記第2の導波路幅とが等しく、
前記第1の曲率半径と前記第2の曲率半径とは同じであり、
前記第1の光導波路の曲げ角度と前記第2の光導波路の曲げ角度とが異なっている
ことを特徴とする光導波路素子。 - 請求項1記載の光導波路素子において、
前記第1の光導波路は、屈曲部と前記第1の光カプラ及び第2の光カプラとの間に、第1の直線導波路及び第2の直線導波路をそれぞれ有し、
前記第2の光導波路は、屈曲部と前記第1の光カプラ及び第2の光カプラとの間に、第3の直線導波路及び第4の直線導波路をそれぞれ有する
ことを特徴とする光導波路素子。 - 請求項2記載の光導波路素子において、
前記第1の光導波路の前記屈曲部と前記第1の直線導波路及び前記第2の直線導波路との間及び前記第2の光導波路の前記屈曲部と前記第3の直線導波路及び前記第4の直線導波路との間にオフセットが設けられている
ことを特徴とする光導波路素子。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光導波路素子において、
前記第1の光カプラは、2つの入力ポートと、2対の出力チャネルを形成する4つの出力ポートとを有し、前記第1の光導波路及び前記第2の光導波路は、前記2対の出力チャネルのうちの一方に接続されている
ことを特徴とする光導波路素子。 - 請求項4記載の光導波路素子において、
前記第1の光カプラの前記2つの入力ポートの一方に四位相変位変調信号が入力され、
前記第1の光カプラの前記2つの入力ポートの他方に局発光が入力される
ことを特徴とする光導波路素子。 - 請求項4記載の光導波路素子において、
1つの入力ポートと2つの出力ポートとを有する第3の光カプラと、
前記第3の光カプラの前記2つの出力ポートの一方と前記第1の光カプラの前記2つの入力ポートの一方とを接続する第3の光導波路と、
前記第3の光導波路とは光路長が異なり、前記第3の光カプラの前記2つの出力ポートの他方と前記第1の光カプラの前記2つの入力ポートの他方とを接続する第4の光導波路とを更に有する
ことを特徴とする光導波路素子。 - 請求項6記載の光導波路素子において、
前記第3の光カプラの前記1つの入力ポートに差分四位相変換変調信号光が入力される
ことを特徴とする光導波路素子。 - 請求項4乃至7のいずれか1項に記載の光導波路素子と、
前記第1の光カプラの他方の一対の出力ポート及び前記第2の光カプラの出力ポートから出力される光信号を電気信号に変換する光電変換部と、
前記電気信号に基づいて前記入力光の識別処理を実行する演算部と
を有することを特徴とする光ハイブリッド回路。
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