JP6141215B2 - 多モード干渉デバイスおよび光信号を操作する方法 - Google Patents
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Description
図4Aは、本発明の1つの実施の形態による、最適化方法を用いて決定された不均一な屈折率分布を有する図1のデバイス100の平面図を示す。その最適化方法によれば、MMIデバイスの横幅Wは、一定であり、デバイス長の長さLは、最適化中に可変にしておく。屈折率分布は、一定の数の長方形パッチを利用することによってランダム化される。この例では、その方法は、5つのパッチを用いる。各パッチは、4つのパラメーター、すなわち、パッチの横幅Wpと、パッチのオフセットOpと、パッチの位置Ppと、パッチの長さLpとによって特定される。入力導波路110並びに出力導波路130および135の位置は、横軸オフセット、Oin、Oout1およびOout2によって特定される。3つ全ての導波路の幅Wportは、同じである。
MMIデバイス内に不均一な屈折率分布を形成する不均一なパッチパターンが決定された後に、不均一なパッチパターンを有するMMIデバイスが作製される。
Claims (19)
- 多モード干渉デバイスであって、
基板層と、
前記基板層上に成長し、光信号を伝搬するコア層と、
前記コア層上に成長し、前記光信号を導波するクラッディング層と
を備え、
前記多モード干渉デバイスは、前記多モード干渉デバイス内に不均一な屈折率分布を形成する不均一なパッチパターンを含み、
前記不均一なパッチパターンを構成するそれぞれのパッチは、前記パッチの横幅W p と、前記パッチのオフセットO p と、前記パッチの位置P p と、前記パッチの長さL p とを含む1組のパラメーターを可変設定することにより特定される
多モード干渉デバイス。 - 前記多モード干渉デバイスは、波長または偏光の異なる前記光信号の合成または分割に相当する所定の作業に応じて前記光信号を操作することに用いられることを特徴とし、前記不均一なパッチパターンは、パッチパターンを構成するそれぞれのパッチに関する前記1組のパラメーターを決定し、前記所定の作業に応じて前記パラメーターが最適化されることにより最適化される、請求項1に記載の多モード干渉デバイス。
- 前記光信号は、異なる波長を有する複数の信号を含み、前記所定の作業は、前記光信号を分割して別々の信号にすることを含み、前記不均一なパッチパターンを構成するそれぞれのパッチに関する前記1組のパラメーターが各波長の信号を分割するのに最適化されるようにする、請求項2に記載の多モード干渉デバイス。
- 前記光信号は、異なる波長を有する複数の信号を含み、前記所定の作業は、別々のポートからの前記光信号を合成して1つのポートに入れることを含み、前記不均一なパッチパターンを構成するそれぞれのパッチに関する前記1組のパラメーターが各波長の信号を合成するのに最適化されるようにする、請求項2に記載の多モード干渉デバイス。
- 各パッチは、長方形の形状を有し、前記クラッディング層を貫通して前記コア層の中に一定の厚みだけエッチングされ、前記不均一なパターン内の少なくとも2つのパッチの寸法は、異なる、請求項1に記載の多モード干渉デバイス。
- 前記不均一なパターン内の少なくとも2つのパッチは、互いに重なり合う、請求項1に記載の多モード干渉デバイス。
- パッチ領域の屈折率は、非パッチ領域の屈折率よりも小さい、請求項1に記載の多モード干渉デバイス。
- 前記不均一なパターン内の少なくとも2つのパッチは、形状または材料に関して異なる、請求項1に記載の多モード干渉デバイス。
- 前記不均一なパターン内の少なくとも1つのパッチのエッジは、多モード干渉の入力面に対して傾けられる、請求項1に記載の多モード干渉デバイス。
- 多モード干渉デバイスによって所定の作業に応じて光信号を操作する方法であって、
前記多モード干渉デバイス内に不均一な屈折率分布を形成する不均一なパッチパターンを決定することであって、該不均一なパッチパターンが前記所定の作業に応じて前記光信号を操作するように決定することと、
前記不均一なパッチパターンを有する前記多モード干渉デバイスを作製することと
を含み、
前記不均一なパッチパターンを構成するそれぞれのパッチは、前記パッチの横幅W p と、前記パッチのオフセットO p と、前記パッチの位置P p と、前記パッチの長さL p とを含む1組のパラメーターにより特定され、
前記決定することは、前記それぞれのパッチに対して前記1組のパラメーターを可変設定して前記不均一なパッチパターンを決定することで前記不均一な屈折率分布を形成することである
多モード干渉デバイスによって所定の作業に応じて光信号を操作する方法。 - 前記決定することは、
前記不均一なパッチパターンのランダムな1組のパラメーターを決定することと、
前記所定の作業を実行する前記多モード干渉デバイスの動作を定義する前記パラメーターの距離関数を最適化することであって、それにより最適な1組のパラメーターを生成することと、
前記最適な1組のパラメーターを用いて前記不均一なパッチパターンを決定することと
を含む、請求項10に記載の方法。 - 前記最適化することは、共分散行列適応進化戦略を含む、請求項11に記載の方法。
- 前記距離関数は、望ましい出力を最大化する項を含む、請求項11に記載の方法。
- 前記距離関数は、望ましくない出力を最小化する項を含む、請求項11に記載の方法。
- 前記不均一なパッチパターン内のパッチの数を決定することと、
前記不均一なパターン内のパッチごとの前記ランダムな1組のパラメーターを決定することと
をさらに含む、請求項11に記載の方法。 - 前記作製することは、
前記多モード干渉デバイスのコア層を堆積することと、
前記不均一なパッチパターンに従って前記コア層をエッチングすることであって、それによりエッチング部の不均一なパターンを形成することと、
前記エッチング部の不均一なパターンを充填するクラッディング層を堆積することと
を含む、請求項10に記載の方法。 - 前記作製することは、
前記多モード干渉デバイスの第1のコア層を成長させることと、
前記第1のコア層上に前記多モード干渉デバイスの第1のクラッディング層を成長させることと、
前記第1のクラッディング層上に前記多モード干渉デバイスの第2のコア層を成長させることと、
前記不均一なパッチパターンに従って前記第2のコア層をエッチングすることであって、それによりエッチング部の不均一なパターンを形成することと、
前記エッチング部の不均一なパターンを充填する第2のクラッディング層を成長させることと
を含む、請求項10に記載の方法。 - 前記作製することは、
前記多モード干渉デバイスの第1のコア層を成長させることと、
前記多モード干渉デバイスのエッチング停止層を成長させることと、
前記エッチング停止層上に堆積した前記多モード干渉デバイスの第2のコア層を成長させることと、
前記不均一なパッチパターンに従って前記第2のコア層をエッチングすることであって、それによりエッチング部の不均一なパターンを形成し、前記エッチング停止層のエッチング速度は、前記第2のコア層のエッチング速度よりも遅いことと、
前記エッチング部の不均一なパターンを充填するクラッディング層を成長させることと
を含む、請求項10に記載の方法。
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