JP6574818B2 - 波長フィルタ - Google Patents
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Description
図1を参照して、この発明の第1の実施の形態による波長フィルタ(以下、第1の波長フィルタとも称する)について説明する。図1(A)は、第1の波長フィルタを示す概略的平面図である。図1(B)は、図1(A)に示す第1の波長フィルタをI−I線で切り取った概略的端面図である。なお、図1(A)では、後述する光導波路コアのみを示してあり、クラッド及び支持基板を省略している。
グレーティングでは、上式(1)が成立する波長λ、すなわちブラッグ波長のTE偏波がブラッグ反射される。
ΔΛを調整し、各周期のブラッグ波長がオーバーラップするようにΔλを設定することによって、ブラッグ反射帯域を拡大することができる。その結果、ブラッグ反射の波長依存性を緩和することができる。
グレーティングでは、上式(3)が成立する波長λ、すなわちブラッグ波長の光がブラッグ反射される。グレーティングは、TE偏波又はTM偏波について、反射すべき波長λに対して上式(3)が成立するように設計される。そして、キャビティ部65を伝播するp次モードの光のうち、出力導波路部80から出力させる波長が位相整合するように、キャビティ部65の長さを設定する。さらに、入力側テーパ部55の一端55aの幅を、p次モードに対応する幅に設定することによって、q次モードの反射光を、入力導波路部50に移行することなく放射させることができる。
発明者は、FDTDを用いて、第1の波長フィルタの特性を評価するシミュレーションを行った。
図6を参照して、この発明の第2の実施の形態による波長フィルタ(以下、第2の波長フィルタとも称する)について説明する。図6(A)は、第2の波長フィルタを示す概略的平面図である。図6(B)は、図6(A)に示す第2の波長フィルタをII−II線で切り取った概略的端面図である。図6(A)では、光導波路コアのみを示してあり、クラッド及び支持基板を省略している。なお、第2の波長フィルタは、光導波路コアの少なくともモード変換部がスラブ導波路部を含んでいる点で、上述した第1の波長フィルタと相違する。第1の波長フィルタと共通する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
グレーティングでは、上式(4)が成立する波長λ、すなわちブラッグ波長のTE偏波がTM偏波に変換されつつブラッグ反射される。
ΔΛを調整し、各周期のブラッグ波長がオーバーラップするようにΔλを設定することによって、ブラッグ反射帯域を拡大することができる。例えばn周期のグレーティングを形成する場合には、周期Λが一定である場合と比して、ブラッグ反射帯域をΔλ×n程度拡大することができる。その結果、ブラッグ反射の波長依存性を緩和することができる。
2π/Λ=2π(nTMp+nTEq)/λ ・・・(7)
グレーティングでは、上式(6)又は(7)が成立する波長λ、すなわちブラッグ波長の光がブラッグ反射される。グレーティングは、TE偏波又はTM偏波について、反射すべき波長λに対して上式(6)又は(7)が成立するように設計される。そして、キャビティ部65を伝播するp次モードの光のうち、出力導波路部80から出力させる波長が位相整合するように、キャビティ部65の長さを設定する。
発明者は、FDTDを用いて、第2の波長フィルタの特性を評価するシミュレーションを行った。
上述した第1の波長フィルタ100及び第2の波長フィルタ200は、例えばSOI(Silicon On Insulator)基板を利用することによって、簡易に製造することができる。以下、一例として第1の波長フィルタ100の製造方法について説明する。
20:クラッド
30、230:光導波路コア
40:電極
50:入力導波路部
55:入力側テーパ部
60:入力側モード変換部
61、71:基部
63a、63b、73a、73b:突出部
65:キャビティ部
70:出力側モード変換部
75:出力側テーパ部
80:出力導波路部
100、150、170、200:波長フィルタ
Claims (7)
- 交互に直列に接続された、n個(nは2以上の整数)のモード変換部とn−1個のキャビティ部とを含む光導波路コアと、
前記光導波路コアを包含するクラッドと
を備え、
前記モード変換部は、p次モード(pはp≧0の整数)の特定の波長の光を、偏波を変換せずにq次モード(qはq>pの整数)に変換して反射し、
前記キャビティ部は、当該キャビティ部を伝播する、p次モードの特定の波長の光の位相を整合させ、
前記モード変換部には、グレーティングが形成されており、
前記グレーティングが形成された前記モード変換部は、該モード変換部の光伝播方向に延在して形成された基部と、該基部の両側面に、前記基部を挟んで反対称となる位置に周期的に複数形成された突出部とを含んで構成されており、
前記基部の幅が、光伝播方向の両端から中央に向かって連続的に縮小することによって、前記突出部はそれぞれ固有の突出量を持ち、前記突出量には、少なくとも2以上の値があり、かつ前記モード変換部は、光伝播方向の各位置における等価屈折率が一定となり、
前記グレーティングは、特定の波長λに対し、グレーティング周期をΛ、p次モードに対する等価屈折率をnp、q次モードに対する等価屈折率をnqとして、2π/Λ=2π(np+nq)/λを満たす
ことを特徴とする波長フィルタ。 - 交互に直列に接続された、n個(nは2以上の整数)のモード変換部とn−1個のキャビティ部とを含む光導波路コアと、
前記光導波路コアを包含するクラッドと
を備え、
前記モード変換部は、p次モード(pはp≧0の整数)の一方の偏波の特定の波長の光を、q次モード(qはq>pの整数)の他方の偏波に変換して反射し、
前記キャビティ部は、当該キャビティ部を伝播する、p次モードの特定の波長の光の位相を整合させ、
前記モード変換部には、グレーティングが形成されており、
前記グレーティングが形成された前記モード変換部は、該モード変換部の光伝播方向に延在して形成された基部と、該基部の両側面に、前記基部を挟んで反対称となる位置に周期的に複数形成された突出部とを含んで構成されており、
前記基部の幅が、光伝播方向の両端から中央に向かって連続的に縮小することによって、前記突出部はそれぞれ固有の突出量を持ち、前記突出量には、少なくとも2以上の値があり、かつ前記モード変換部は、光伝播方向の各位置における等価屈折率が一定となり、
前記グレーティングは、特定の波長λに対し、グレーティング周期をΛ、p次モードのTE偏波に対する等価屈折率をnTEp、q次モードのTM偏波に対する等価屈折率をnTMq、p次モードのTM偏波に対する等価屈折率をnTMp、q次モードのTE偏波に対する等価屈折率をnTEqとして、2π/Λ=2π(nTEp+nTMq)/λ又は2π/Λ=2π(nTMp+nTEq)/λを満たし、
前記光導波路コアの少なくとも各前記モード変換部に、前記モード変換部よりも小さい厚さで、かつ前記モード変換部の光伝播方向に沿った両側面に、それぞれ前記モード変換部と一体的に形成されたスラブ導波路部が設けられている
ことを特徴とする波長フィルタ。 - 前記突出部の前記基部と対向する側端は、前記基部の光伝播方向における中央付近に形成されている前記突出部ほど、前記基部と反対側に突出して位置する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の波長フィルタ - 各隣り合う前記突出部間には、それぞれ固有のグレーティング周期があり、該固有のグレーティング周期は、光の伝播方向に沿って一定の変化量で変化する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の波長フィルタ。 - 前記固有のグレーティング周期の変化量が、各前記モード変換部で共通である
ことを特徴とする請求項4に記載の波長フィルタ。 - 前記光導波路コアは、最端に配置された前記モード変換部に直列に接続された入力側テーパ部をさらに含み、
前記入力側テーパ部は、一端からモード変換部と接続された他端へ、連続的に幅が拡大し、
前記入力側テーパ部の一端は、p次モードに対応する幅に設定されている
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の波長フィルタ。 - 前記クラッドを介して前記キャビティ部を被覆する位置に、前記キャビティ部に熱を与えるための電極が形成されている
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の波長フィルタ。
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