JP6356254B2 - 基板型光導波路素子及び基板型光導波路素子の製造方法 - Google Patents
基板型光導波路素子及び基板型光導波路素子の製造方法 Download PDFInfo
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Description
(2)上記実効屈折率NTE@WG1,NTM@WG1は、上記並走区間の全体においてNTE@WG1>NTM@WG1を満足し、上記実効屈折率NTE@WG2,NTM@WG2は、上記並走区間の全体においてNTE@WG2>NTM@WG2を満足し、
(3)上記実効屈折率NTM@WG1と上記実効屈折率NTM@WG2との大小関係は、上記並走区間の始点と終点とで逆転しており、
(4)上記下部クラッドの屈折率Ncl1と上記上部クラッドの屈折率Ncl2とのうち、大きい方の屈折率をNclとして、下記式(a)で定義される比屈折率差が0.25以上である。
本実施形態に係るPBC1は、比屈折率差の大きな導波路を用いたテーパ化方向性結合器を備えていることによって、広い波長範囲においてTM偏波の損失を低く抑え、かつ、製造が容易な基板型光導波路素子を提供する。なお、広い波長範囲とは、例えばCバンド(波長範囲1530〜1565nm)やLバンド(波長範囲1565〜1625nm)を含む波長範囲を指す。
特徴1:コア13とコア14とは、矩形状コアである。
特徴2:コア13の高さとコア14の高さとは、等しい。
特徴3:コア13とコア14とは、それぞれ距離を置いて配置される。
特徴4:コア13の幅とコア14の幅との大小関係は、(1)光の進行方向に対して垂直な断面であって入力ポート13aと入力ポート14aとを有する側の断面である入射端面において、コア14の幅よりコア13の幅の方が大きく、(2)光の進行方向に対して垂直な断面であって出力ポート13bと出力ポート14bとを有する側の断面である出射端面において、コア13の幅よりコア14の幅の方が大きく、(3)上記入射端面と上記出射端面との間の少なくとも一断面において、コア13の幅とコア14の幅とは等しい。
特徴5:コア13の幅とコア14の幅とは、光の進行方向に沿って連続的に変化する。ただし、コア13及びコア14のうち、一方のコアのコア幅が変化せず、他方のコアのコア幅が連続的に変化するような場合も含む。
組み合わせC2:TEi@14aとTEi@13b
組み合わせC3:TMj@13aとTMj@14b
組み合わせC4:TMj@14aとTMj@13b
ここで、実効屈折率曲線とは、光の進行方向に対する座標に対して、各座標のコア13とコア14とを含む導波路断面における導波モードの実効屈折率をプロットしたものを意味する。一般に、同一の実効屈折率曲線上にある導波モード同士は、光の進行方向に対するコア幅の変化を十分緩やかにする、即ち、入力ポート13a、入力ポート14a、出力ポート13b、及び出力ポート14bのそれぞれのコア幅を固定して、コア13とコア14との光の進行方向に対する長さ(以降、テーパ長と呼ぶ)を十分長くとることで、ほとんどエネルギー損失無く変換することが可能である。このような変換は、断熱変換と呼ばれる。
NTEi@WG2:コア14が単独で存在する場合のTEiの実効屈折率
これらは、非特許文献3の式(19−14)の
NTMj@WG2:コア14が単独で存在する場合のTMjの実効屈折率
これらは、非特許文献3の式(19−14)の
CTMj:コア13のTMjとコア14のTMjとの光結合の強さ
これらは、非特許文献3の式(19−14)のC(z)に対応する。
δTMj=(π/λ)×|NTMj@WG1−NTMj@WG2|
ただし、上述した各変数の定義は、光の進行方向に対して垂直な断面における局所モードを考慮している。δTEiは、コア13のTEiとコア14のTEiとの位相速度の差に関係し、δTMjは、コア13のTMjとコア14のTMjとの位相速度の差に関係する。δTEi(又はδTMj)は、その値が0に近いほどコア13とコア14との位相が整合していることを表す。
特徴6:コア13及びコア14の至る所で、TMjの実効屈折率はTEiの実効屈折率よりも常に小さい。
特徴7:コア13及びコア14は、下部クラッド11及び上部クラッド12に対して比屈折率差が大きな材料から構成される。
PBC1において、(1)コア13及びコア14は、Siからなり、(2)下部クラッド11は、SiO2からなり、(3)上部クラッド12は、空気、SiO2、及びSi3N4の何れかからなることが好ましい。
PBC1において、(1)コア13及びコア14は、Siからなり、(2)下部クラッド11は、SiO2からなることが好ましい。その上で更に、コア13の幅を幅W1、コア14の幅を幅W2とした場合に、幅W1及び幅W2は、式(14)を満たす範囲内で変化することが好ましい。
PBC1は、TMjのみを低損失でコア13とコア14との間を移動することができる。したがって、PBC1は、TMj又はTEiの偏波を抽出する基板型光導波路を用いた偏光子として利用可能である。
PBC1の構成について、図5及び図6を参照して説明する。図5は、PBC1の構成を示す斜視図である。図6の(a)は、PBC1のコア13及びコア14の構成を示す上面図である。図6の(b)〜(d)は、それぞれ、図6の(a)に示すA−A’線、B−B’線及びC−C’線におけるPBC1の断面図である。
第1の実施例に係るPBC1について、図7〜15を参照して説明する。本実施例では、PBC1を用いてTE0とTM0との偏波多重又は分離を行うことを目的としている。図7は、本実施例に係るPBC1の各部におけるサイズを示す概略図である。図7の(a)は、PBC1の上面図であり、(b)は、光の進行方向に垂直な面における、PBC1の断面図である。
第2の実施形態に係るPBC1Aについて、図16を参照しながら説明する。PBC1Aは、実施形態に係るPBC1の前段及び後段に、それぞれ、曲げ導波路部2及び3を接続した基板型光導波路素子である。
第2の実施形態の図16に対応した実施例を挙げる。曲げ導波路部2及び3において、直線導波路部分である第3のコア23及び第6のコア34は、それぞれ第1のコア13の入力ポート13a及び第2のコア14の出力ポート14bのコア幅を維持したまま延長されている。曲げ導波路である第4のコア24及び第5のコア33は、それぞれ第2のコア14の入力ポート14a及び第1のコア13の出力ポート13bのコア幅を維持したまま延長されている。コア24及びコア33は、円弧状に曲げている。
第2の実施例と非特許文献2の構造をシミュレーションで比較した。比較に用いた従来技術に係るPBC201の寸法を図35に示す。第2の実施例に係るPBC1Aとの比較のため、PBC201のコア高さ、導波路間隔及び材料は、それぞれPBC1Aと同じとした。直線部分の長さは、波長範囲1520nm〜1640nmにおいて、port1−1に入力したTM0の損失の最大値が最小となるように定めた。また、この条件下で、コア幅は、port1−1のPERが第2の実施例と同程度となるように定めた。このときの結果を図19に示す。
本実施例に係るPBC1Aを作製し、その諸特性を測定した。その結果を図22に示す。テーパ長は120μmである。図22の(a)には、100nmの広い波長範囲における、port1−1にTM0を入力し、port2−2から出力するときの損失(式(1)に相当)を示し、(b)には、port1−1にTE0とTM0をそれぞれ入力した時に、port2−2から出力されるそれぞれの偏波の損失比であるPER(式(3)に相当)を示し、(c)は、port1−2にTE0を入力し、port2−2から出力するときの損失(式(2)に相当)の測定結果を示している。
本実施形態に係るPBC1Bは、第2の実施形態に係るPBC1Aに対して、不要な偏波成分を除去する構造である終端部4を付加したものである。例えば、port1−1にTEiを入力した場合、そのパワーの大部分はport2−1から出力される。このTEiが不要な成分である場合、port2−1を光学的に終端する必要がある。もし、終端部が無いと、TEiは反射して戻り光になる可能性があり、ひいては、PBCを取り付ける光回路の性能に悪影響を及ぼす可能性がある。また、port1−1にTMjを入力した場合、そのパワーの大部分はport2−2から出力されるが、ごく一部隣接導波路に移りきらなかったTMj(残留TMj)はport2−1から出力される。同様の理由でこの残留TMjも除去することが好ましい。
第3の実施形態の変形例に係るPBC1Cについて、図23の(b)を参照して説明する。図23の(b)は、PBC1Cの構成を示す上面図である。ここでは、PBC1Cが備えているコアのみを図示している。PBC1Cは、終端部4’を備えている。終端部4’は、第5のコア33を介して第1のコア13に接続されている光吸収体43’を備えている。
本実施形態に係る偏光子1Dについて、図24を参照して説明する。図24は、偏光子1Dの構成を示す上面図である。ここでは、偏光子1Dが備えているコアのみを図示している。偏光子1Dは、図16に示すPBC1Aを直列に2個接続した構造である。偏光子1Dは、第1のコア13及び第2のコア14を、それぞれn組備えた基板型光導波路素子であるとも表現できる。本実施形態では、前段のPBC1AをPBC1Aaと記載し、後段のPBC1AをPBC1Abと記載する。すなわち、偏光子の一方の端部から数えて、1組目の第1のコア13及び第2のコア14を備えたPBCがPBC1Aaであり、2組目の第1のコア13及び第2のコア14を備えたPBCがPBC1Abである。
上述の各実施形態に係るPBCは、非特許文献1に記載のDP−QPSK(Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying)変調器が備えている偏波ビームコンバイナとして利用可能である。DP-QPSK変調器では、光導波路にTE0とTM0の2つのモードが存在できることを利用して、TE0で入力した光を分岐して各々QPSK信号に変調したのち、片側のTE0をTM0に変換させて(偏波ローテータ)、2つのモードをPBCで同一光導波路上に多重し、TE0/TM0の両モードに独立したQPSK信号を有するDP-QPSK変調を行う。TE0とTM0とを偏波多重するPBCとして、上述の各実施形態に係るPBC1及びPBC1A〜1Cを利用することができる。
本実施形態に係る基板型光導波路素子6について、図26を参照して説明する。図26は、基板型光導波路素子6の構成を示すブロック図である。図26に示すように、基板型光導波路素子6は、偏光子62に加えて、スポットサイズコンバータ61と、光デバイス63とを備えている。本実施形態において、偏光子62は、図6に記載のPBC1と同様に構成されているものとして説明する。なお、偏光子62としては、PBC1の代わりに上述したPBC1A〜1C及び偏光子1Dを利用してもよい。
第7の実施形態に係るPBC100について、図27及び図28を参照して説明する。本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、PBC100を用いてTE0とTM0との偏波多重又は分離を行うことを目的としている。図27は、本実施形態に係るリブ導波路の基本形状を示す断面図である。図28の(a)は、PBC100の上面図であり、(b)〜(d)は、それぞれ、(a)に示すA−A’線、B−B’線及びC−C’線におけるPBC100の断面図である。
図27に示すように、リブ導波路は、下部クラッド110上に配置されたコア150と、コア150を下部クラッド110と挟むように、コア150上に積層された上部クラッド120とを備えた3層構造をなしている。コア150は、下部クラッド110の上面全体を覆うように形成された薄板状のスラブ160と、スラブ160に対して隆起したリブ130とを備えている。リブ130の断面形状は、図27に破線で示すように、長方形である。
次に、図28を参照して、上記リブ導波路によって構成した本発明の一態様に係るPBC100の構造について説明する。図28の(a)(b)に示すように、PBC100は、下部クラッド110と上部クラッド120とに挟まれた第1のリブ130と第2のリブ140とを備えている。第1のリブ130と第2のリブ140とは、PBC100における光の進行方向に沿って並列状に形成され、第1のリブ130と第2のリブ140との間には、幅WGの一定間隔が保たれている。図28の(d)に示すように、第1のリブ130及び第2のリブ140の各両側には、上記スラブ160が存在し、第1のリブ130、第2のリブ140及びスラブ160の全体で、上記コア150を構成している。
PBC1では、前記特徴1〜7が本発明の目的を達成するために必要十分な条件としていた。しかしながら、リブ導波路でPBCを構成する場合、特徴1は次の特徴1'に置き換える必要がある。
第8の実施形態に係るPBC100Aについて、図29及び図30を参照して説明する。本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、PBC100Aを用いてTE0とTM0との偏波多重又は分離を行うことを目的としている。図29の(a)は、本実施形態に係るリッジ導波路の作製方法を示す断面図であり、(b)は、リッジ導波路の基本形状を示す断面図である。図30の(a)は、第8の実施形態に係る上記リッジ導波路を含むPBC100Aの構成を示す上面図であり、(b)〜(d)は、(a)に示すA−A’線、B−B’線及びC−C’線におけるPBC100Aの断面図である。
図29の(b)に示すように、リッジ導波路は、下部クラッド110Aの上面の一部を、断面が矩形状となるように隆起させた下部クラッドリブ110aを備え、下部クラッドリブ110a上に、コア150A及び上部クラッド120Aをこの順に積層した構造を有している。コア150A及び上部クラッド120Aは、下部クラッドリブ110aと同じ幅で積層されている。下部クラッドリブ110a、コア150A及び上部クラッド120Aが全体で、下部クラッド110Aの上面に隆起したリッジ130Aとなっている。
次に、図30を参照して、上記リッジ導波路によって構成した本発明の一態様に係るPBC100Aの構造について説明する。図30の(a)〜(d)に示すように、PBC100Aは、下部クラッド110A上に、光の進行方向に並列するリッジ130A及びリッジ140Aを備えている。リッジ140Aの構成は、図29の(b)に示すリッジ130Aの構成と同じであり、下部クラッド110Aは、リッジ130A及びリッジ140Aに共通している。リッジ130Aとリッジ140Aとの間には一定の間隔が設けられている。言い換えると、リッジ130A及びリッジ140Aの対面する側壁同士は、一定の間隔を置いて平行になっている。
PBC100Aでは、前記特徴1〜7のうち、特徴7に関して説明した比屈折率差について、変更が必要になる。前記PBC1では、式(5)で定義される比屈折率差において、下部クラッド11及び上部クラッド12の屈折率を、それぞれ、Ncl1及びNcl2とし、最も屈折率の大きな材料の屈折率をNclとした。これに対し、PBC100Aでは、“リッジ130A(WG1)のコアとリッジ140A(WG2)のコアとの間の間隙(エッチング領域)に充填される材料の屈折率をNbとすると、NclはNbとする。”のように、Nclを定義し直す。
第8の実施形態の変形例(1)に係るPBC100Bについて、図31を参照して説明する。図31の(a)は、第8の実施形態の一変形例としてのリッジ導波路を含むPBCの構成を示す上面図であり、(b)〜(d)は、(a)に示すA−A’線、B−B’線及びC−C’線における上記PBCの断面図である。
第8の実施形態の変形例(2)に係るPBC100Cについて、図32の(a)を参照して説明する。図32の(a)は、図30の(a)に示すA−A’線と同じ位置でPBC100Cを切断した場合におけるPBC100Cの断面図である。
第8の実施形態の変形例(3)に係るPBC100Dについて、図32の(b)を参照して説明する。図32の(b)は、図30の(a)に示すA−A’線と同じ位置でPBC100Dを切断した場合におけるPBC100Dの断面図である。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る基板型光導波路素子は、屈折率がNcl1である下部クラッドと、上記下部クラッド上に形成された、屈折率がNco(Nco>Ncl1)である第1のコア及び第2のコアと、上記第1のコア及び上記第2のコアを埋設するように上記下部クラッド上に積層された、屈折率がNcl2(Nco>Ncl2)である上部クラッドとを備えた基板型光導波路素子において、上記第2のコアが存在しない場合の上記第1のコアにおけるTE偏波及びTM偏波の実効屈折率を、それぞれ、NTE@WG1及びNTM@WG1とし、上記第1のコアが存在しない場合の上記第2のコアにおけるTE偏波及びTM偏波の実効屈折率を、それぞれ、NTE@WG2及びNTM@WG2として、(A)上記実効屈折率NTE@WG1,NTM@WG1,NTE@WG2,NTM@WG2は、それぞれ、上記第1のコアと上記第2のコアとが互いに並走する並走区間の始点からの距離の関数として連続であり、(B)上記実効屈折率NTE@WG1,NTM@WG1は、上記並走区間の全体においてNTE@WG1>NTM@WG1を満足し、(C)上記実効屈折率NTE@WG2,NTM@WG2は、上記並走区間の全体においてNTE@WG2>NTM@WG2を満足し、(D)上記実効屈折率NTM@WG1と上記実効屈折率NTM@WG2との大小関係は、上記並走区間の始点と終点とで逆転しており、(E)上記下部クラッドの屈折率Ncl1と上記上部クラッドの屈折率Ncl2とのうち、大きい方の屈折率をNclとして、下記式(a)で定義される比屈折率差が0.25以上である、ことを特徴とする。
(2)上記実効屈折率NTE@WG1,NTM@WG1は、上記並走区間の全体においてNTE@WG1>NTM@WG1を満足し、上記実効屈折率NTE@WG2,NTM@WG2は、上記並走区間の全体においてNTE@WG2>NTM@WG2を満足し、
(3)上記実効屈折率NTM@WG1と上記実効屈折率NTM@WG2との大小関係は、上記並走区間の始点と終点とで逆転しており、
(4)上記下部クラッドの屈折率Ncl1と上記上部クラッドの屈折率Ncl2とのうち、大きい方の屈折率をNclとして、下記式(a)で定義される比屈折率差が0.25以上である。
11 下部クラッド
12 上部クラッド
13 第1のコア
14 第2のコア
23 第3のコア
24 第4のコア
33 第5のコア(第3のコア)
34 第6のコア(第4のコア)
43 第7のコア(第5のコア)
43’ 光吸収体
1D 偏光子(基板型光導波路素子)
5 光変調器(基板型光導波路素子)
51 第1のQPSK変調器(第1の光変調器)
52 第2のQPSK変調器(第2の光変調器)
53 偏波ローテータ
54 PBC(偏波ビームコンバイナ)
6 基板型光導波路素子
61 スポットサイズコンバータ(光入力構造)
62 偏光子
63 光デバイス
100,100A,100B,100C,100D PBC(偏波ビームコンバイナ、基板型光導波路素子)
110,110A、110C,110D 下部クラッド
120,120A,120C,120D 上部クラッド
130,130D リブ
130C コア
140C コア
140,140D リブ
130A リッジ
140A リッジ
Claims (8)
- 屈折率がNcl1であるシリカ製の下部クラッドと、上記下部クラッド上に形成された、屈折率がNco(Nco>Ncl1)であるシリコン製の第1のコア及び第2のコアと、上記第1のコア及び上記第2のコアを埋設するように上記下部クラッド上に積層された、屈折率がNcl2(Nco>Ncl2)であるシリカ製の上部クラッドとを備えた基板型光導波路素子において、
上記第2のコアが存在しない場合の上記第1のコアにおけるTE偏波及びTM偏波の実効屈折率を、それぞれ、NTE@WG1及びNTM@WG1とし、上記第1のコアが存在しない場合の上記第2のコアにおけるTE偏波及びTM偏波の実効屈折率を、それぞれ、NTE@WG2及びNTM@WG2として、
上記実効屈折率NTE@WG1,NTM@WG1,NTE@WG2,NTM@WG2は、それぞれ、上記第1のコアと上記第2のコアとが互いに並走する並走区間の始点からの距離の関数として連続であり、
上記実効屈折率NTE@WG1,NTM@WG1は、上記並走区間の全体においてNTE@WG1>NTM@WG1を満足し、上記実効屈折率NTE@WG2,NTM@WG2は、上記並走区間の全体においてNTE@WG2>NTM@WG2を満足し、
上記実効屈折率NTM@WG1と上記実効屈折率NTM@WG2との大小関係は、上記並走区間の始点と終点とで逆転しており、
上記下部クラッドの屈折率Ncl1と上記上部クラッドの屈折率Ncl2とのうち、大きい方の屈折率をNclとして、下記式(a)で定義される比屈折率差が0.25以上であり、
上記第1のコア及び上記第2のコアは、光の進行方向に直交する断面が矩形状のコアであり、
上記第1のコアの高さ、及び、上記第2のコアの高さは、共通であり、
上記第1のコアの幅W1、及び、上記第2のコアの幅W2は、それぞれ、(i)上記並走区間の始点からの距離の関数として連続であり、(ii)上記第1のコアと上記第2のコアとの共通の高さhよりも大きく、(iii)Wupperを下記式(b)で定義したとき(eはネイピア数)、W1<Wupper及びW2<Wupperを満足し、
上記幅W1と上記幅W2との大小関係は、上記並走区間の始点と終点とで逆転しており、
上記第1のコア及び上記第2のコアは、上記TE偏波としてTE0偏波を導波し、上記TM偏波としてTM0偏波を導波すると共に、上記並走区間の少なくとも一部においてTE1偏波を導波する、
ことを特徴とする基板型光導波路素子。
- 上記並走区間の始点又は終点を介して上記第1のコアと連通する第3のコアであって、屈折率がNcoである第3のコアと、
(1)上記第3のコアが上記並走区間の始点を介して上記第1のコアと連通する場合、上記並走区間の始点を介して上記第2のコアと連通し、(2)上記第3のコアが上記並走区間の終点を介して上記第1のコアと連通する場合、上記並走区間の終点を介して上記第2のコアに連通する第4のコアであって、屈折率がNcoである第4のコアと、を更に備え、
上記第3のコアと上記第4のコアとの間隔は、(1)上記第3のコアが上記並走区間の始点を介して上記第1のコアと連通する場合、上記並走区間の始点から離れるにしたがって大きくなり、(2)上記第3のコアが上記並走区間の終点を介して上記第1のコアと連通する場合、上記並走区間の終点から離れるにしたがって大きくなる、
ことを特徴とする請求項1に記載の基板型光導波路素子。 - 上記第1のコア又は上記第2のコアに連通する第5のコアであって、屈折率がNcoである第5のコアを更に備え、
上記第5のコアの幅は、上記第1のコアが離れるにしたがって小さくなる、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の基板型光導波路素子。 - 上記第1のコア又は上記第2のコアに接続されている光吸収体を更に備えている、
ことを特徴とする請求項1又は2の何れか1項に記載の基板型光導波路素子。 - 請求項1〜4の何れか1項に記載の上記第1のコア及び上記第2のコアを、それぞれ、n組備えた基板型光導波路素子であって、
当該基板型光導波路素子の一方の端部から数えてi組目(iは1≦i≦n−1の整数)の上記第2のコアは、i+1組目の上記第1のコアと連通する、
ことを特徴とする基板型光導波路素子。 - TE偏波を変調する第1の光変調器と、
TE偏波を変調する第2の光変調器と、
上記第2の光変調器から出力されたTE偏波をTM偏波に変換する偏波ローテータと、を更に備え、
上記第1のコアには、上記偏波ローテータから出力されたTM偏波が入力され、上記第2のコアには、上記第1の光変調器から出力されたTE偏波が入力される、
ことを特徴とする請求項1〜4までの何れか1項に記載の基板型光導波路素子。 - 光入力構造と光デバイスとを更に備え、
上記光入力構造は、外部から入力された光のスポットサイズを縮小して上記第1のコアに入力し、
上記第1のコアは、上記第1のコアに入力された光のTE偏波成分を出力し、上記第2のコアは、上記第1のコアに入力された光のTM偏波成分を出力し、
上記光デバイスには、上記第1のコアから出力されたTE偏波成分、又は、上記第2のコアから出力されたTM偏波成分が入力される、
ことを特徴とする請求項1〜5までの何れか1項に記載の基板型光導波路素子。 - 屈折率がNcl1であるシリカ製の下部クラッドと、上記下部クラッド上に形成された、屈折率がNco(Nco>Ncl1)であるシリコン製の第1のコア及び第2のコアと、上記第1のコア及び上記第2のコアを埋設するように上記下部クラッド上に積層された、屈折率がNcl2(Nco>Ncl2)であるシリカ製の上部クラッドとを備えた基板型光導波路素子の製造方法において、
上記第2のコアが存在しない場合の上記第1のコアにおけるTE偏波及びTM偏波の実効屈折率を、それぞれ、NTE@WG1及びNTM@WG1とし、上記第1のコアが存在しない場合の上記第2のコアにおけるTE偏波及びTM偏波の実効屈折率を、それぞれ、NTE@WG2及びNTM@WG2として、
以下の条件(1)〜(4)及び(5)〜(9)を満足する上記第1のコア及び上記第2のコアを形成するコア形成工程を含む、
ことを特徴とする基板型光導波路素子の製造方法。
(1)上記実効屈折率NTE@WG1,NTM@WG1,NTE@WG2,NTM@WG2は、それぞれ、上記第1のコアと上記第2のコアとが互いに並走する並走区間の始点からの距離の関数として連続であり、
(2)上記実効屈折率NTE@WG1,NTM@WG1は、上記並走区間の全体においてNTE@WG1>NTM@WG1を満足し、上記実効屈折率NTE@WG2,NTM@WG2は、上記並走区間の全体においてNTE@WG2>NTM@WG2を満足し、
(3)上記実効屈折率NTM@WG1と上記実効屈折率NTM@WG2との大小関係は、上記並走区間の始点と終点とで逆転しており、
(4)上記下部クラッドの屈折率Ncl1と上記上部クラッドの屈折率Ncl2とのうち、大きい方の屈折率をNclとして、下記式(a)で定義される比屈折率差が0.25以上であり、
(5)上記第1のコア及び上記第2のコアは、光の進行方向に直交する断面が矩形状のコアであり、
(6)上記第1のコアの高さ、及び、上記第2のコアの高さは、共通であり、
(7)上記第1のコアの幅W1、及び、上記第2のコアの幅W2は、それぞれ、(i)上記並走区間の始点からの距離の関数として連続であり、(ii)上記第1のコアと上記第2のコアとの共通の高さhよりも大きく、(iii)Wupperを下記式(b)で定義したとき(eはネイピア数)、W1<Wupper及びW2<Wupperを満足し、
(8)上記幅W1と上記幅W2との大小関係は、上記並走区間の始点と終点とで逆転しており、
(9)上記第1のコア及び上記第2のコアは、上記TE偏波としてTE0偏波を導波し、上記TM偏波としてTM0偏波を導波すると共に、上記並走区間の少なくとも一部においてTE1偏波を導波する。
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