JP7484325B2

JP7484325B2 - 光導波路素子

Info

Publication number: JP7484325B2
Application number: JP2020059745A
Authority: JP
Inventors: 秀彰岡山
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2024-05-16
Anticipated expiration: 2040-03-30
Also published as: JP2021157130A

Description

この発明は、例えば、波長多重光通信技術、光コヒーレント通信技術、又は、光センサに用いることができる、光導波路素子に関する。

近年、光素子として、小型化と量産性に優れることから、シリコン系素材を導波路材料として用いるシリコン（Ｓｉ）導波路を用いた光導波路素子が注目されている。

Ｓｉ導波路では、実質的に光の伝送路となる光導波路コアを、Ｓｉを材料として形成する。そして、Ｓｉよりも屈折率の低い例えばシリカ等を材料としたクラッドで、光導波路コアの周囲を覆う。このような構成により、光導波路コアとクラッドとの屈折率差が極めて大きくなるため、光導波路コア内に光を強く閉じ込めることができる。その結果、曲げ半径を例えば１μｍ程度まで小さくした、小型の曲線導波路を実現することができる。そのため、電子回路と同程度の大きさの光回路を作成することが可能であり、光デバイス全体の小型化に有利である。

また、Ｓｉ導波路では、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の半導体装置の製造過程を流用することが可能である。そのため、チップ上に電子機能回路と光機能回路とを一括形成する光電融合（シリコンフォトニクス）の実現が期待されている。

偏光無依存の光通信システムでは、偏波を分離してそれぞれの偏波に対して光回路を用意する構成が一般的である（例えば、特許文献１参照）。このときに、二次元のグレーティングカプラで入力光の偏光を分離することがよく行われている。

また、光学ディスク用ヘッドでは偏光の検出が必要であるが、ここでも光導波路素子を使うことが古くから行われてきた（例えば、特許文献２又は３参照）。

特開２０１７－１７５５２１号公報特開平４－１７６０４０号公報特開平４－９５２５０号公報特開２０１５－５９９８２号公報

上述した、従来技術は、直線偏光に対応することに限られる。この発明は、上述の従来の素子についての問題点に鑑みてなされた。この発明の目的は、空間光の直交する２つの円偏光成分を分離可能な光導波路素子を提供することにある。

上述した目的を達成するためにこの発明の光導波路素子は、支持基板と、支持基板上に形成されるクラッドと、クラッド中に埋設され、支持基板の上面に平行に設けられる、光導波路コアとを備えて構成される。

光導波路コアは、空間光の直交する２つの円偏光成分の一方を、ｐ（ｐは０以上の整数
）次モードの所定偏波に変換し、他方を、ｑ（ｑはｐとは異なる、０以上の整数）次モードの所定偏波にそれぞれ変換して、当該光導波路コアに導入するカップリング部を備える。

この発明の光導波路素子の好適な実施形態によれば、カップリング部は、空間光導入部と、第１接続導波路及び第２接続導波路と、移相部と、結合部とを備えて構成される。空間光導入部は、空間光の直交する２つの円偏光成分の一方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、第１接続導波路を伝搬させ、及び、空間光の直交する２つの円偏光成分の他方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、第２接続導波路を伝搬させる。移相部は、第２接続導波路に設けられ、第２接続導波路を伝搬する光に、９０°の位相変化を与える。結合部は、０次モード及び１次モードのＴＥ偏波が伝搬可能な多モード導波路であり、第１接続導波路及び第２接続導波路に接続されている。

また、この発明の光導波路素子の他の好適な実施形態によれば、カップリング部は、空間光導入部と、第１接続導波路及び第２接続導波路と、結合部とを備えて構成される。空間光導入部は、空間光の直交する２つの円偏光成分の一方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、第１接続導波路を伝搬させ、空間光の直交する２つの円偏光成分の他方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、第２接続導波路を伝搬させ、及び、第１接続導波路を伝搬させる光と、第２接続導波路を伝搬させる光との間に９０°の位相差を与える。結合部は、０次モード及び１次モードのＴＥ偏波が伝搬可能な多モード導波路であり、第１接続導波路及び第２接続導波路に接続されている。

このとき、空間光導入部を、第１接続導波路と接続される側の第１辺に平行に、かつ、第１周期で配列される第１線分群と、第２接続導波路と接続される側の第２辺に平行に、かつ、第２周期で配列される第２線分群に対し、第１線分群と第２線分群の各交点を基準点群として、基準点群から、第２線分群に平行に、かつ、第２周期の１／４だけずらした位置に、光導波路コアを貫通する貫通孔が設けられた二次元グレーティングカプラにすることができる。

また、この発明の光導波路素子の他の好適な実施形態によれば、カップリング部は、空間光導入部と、第１接続導波路及び第２接続導波路と、結合部とを備えて構成される。空間光導入部は、空間光の直交する２つの円偏光成分の一方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、第１接続導波路を伝搬させ、及び、空間光の直交する２つの円偏光成分の他方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、第２接続導波路を伝搬させる。

結合部は、第１入力ポート及び第２入力ポート、並びに、第１出力ポート及び第２出力ポートを有する方向性結合器である。第１入力ポートが第１接続導波路に接続され、第２入力ポートが第２接続導波路に接続され、第１入力ポート及び第２入力ポートに入力された光の位相差が＋９０°の場合は、第１出力ポートから出力し、及び、第１入力ポート及び第２入力ポートに入力された光の位相差が－９０°の場合は、第２出力ポートから出力する。

この発明の光導波路素子によれば、空間光の直交する２つの円偏光成分に対して、一方を０次モードのＴＥ偏波で他方を１次モードのＴＥ偏波で出力したり、一方と他方をそれぞれ異なる出力ポートから出力したりできるなど、直交する円偏光を分離することができる。

第１素子を説明するための模式図である。第１素子の動作を説明するための模式図である。第２素子を説明するための模式図である。第３素子を説明するための模式図である。

以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係については、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。

この発明の光導波路素子は、支持基板と、支持基板上に形成されるクラッドと、クラッド中に埋設され、支持基板の上面に平行に設けられる、光導波路コアとを備えて構成される。

（第１素子）
図１を参照して、この発明の第１実施形態に係る光導波路素子（以下、第１素子）を説明する。図１は、第１素子を説明するため模式図である。図１（Ａ）は、第１素子の概略的端面図である。また、図１（Ｂ）は、第１素子の第１構成例の概略的平面図である。図１（Ｂ）では、光導波路コアの平面形状を示し、他の構成要素を省略して示してある。
光導波路コアは、空間光の直交する２つの円偏光成分の一方を、ｐ（ｐは０以上の整数）次モードの所定偏波（ＴＥ偏波又はＴＭ偏波）に変換し、他方を、ｑ（ｑはｐとは異なる、０以上の整数）次モードの所定偏波に変換して、当該光導波路コアに導入するカップリング部を備える。

なお、以下の説明では、各構成要素について、光伝播方向に沿った方向を長さ方向とする。また、支持基板の厚さに沿った方向を厚さ方向とする。また、長さ方向及び厚さ方向に直交する方向を幅方向とする。

第１素子は、支持基板１０、クラッド２０及び光導波路コア３０を備えて構成されている。

支持基板１０は、例えば単結晶Ｓｉを材料とした平板状体で構成されている。

クラッド２０は、支持基板１０上に、支持基板１０の上面１０ａを被覆して形成されている。クラッド２０は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を材料として形成されている。

光導波路コア３０は、支持基板１０の上面１０ａに平行に、クラッド２０中に埋設されている。ここで、光導波路コア３０を伝播する光が支持基板１０へ逃げるのを防止するために、光導波路コア３０は、支持基板１０から少なくとも１μｍ以上離間して形成されているのが好ましい。

光導波路コア３０は、ＳｉＯ_２のクラッド２０の屈折率（１．４５）よりも高い屈折率（３．５）を有する、例えばシリコン（Ｓｉ）を材料として形成されている。その結果、光導波路コア３０は、光の伝送路として機能し、光導波路コア３０に入力された光は、光導波路コア３０の平面形状に応じた伝播方向に伝播する。

また、光導波路コア３０の厚みは、厚さ方向でシングルモード条件を達成できる、厚み
で形成されていることが望ましい。光導波路コア３０を、Ｓｉを材料として形成し、クラッド２０を、ＳｉＯ_２を材料として形成しているＳｉ導波路では、光導波路コア３０は、２００～５００ｎｍの範囲内の厚みで形成される。例えば、１５５０ｎｍ前後の波長帯域で、第１素子を用いる場合、光導波路コア３０の厚みを２２０ｎｍとすることができる。

この光導波路素子は、例えばＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎＯｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）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、図１に示す構成例の第１素子の製造方法の一例を説明する。

先ず、支持基板層、ＳｉＯ_２層、及びＳｉ層が順次積層されて構成されたＳＯＩ基板を用意する。

次に、例えばドライエッチングを行い、Ｓｉ層をパターニングすることによって、光導波路コア３０を形成する。

次に、例えばＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて、ＳｉＯ_２層上に、光導波路コア３０を被覆して上部ＳｉＯ_２層を形成する。その結果、光導波路コア３０が、ＳｉＯ_２層と上部ＳｉＯ_２層とで構成されるクラッド２０によって包含され、第１素子が得られる。

第１素子は、光導波路コア３０にカップリング部１００を備えて構成される。カップリング部１００は、空間光導入部５０と、第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２と、移相部５５と、結合部８０とを備えて構成される。

空間光導入部５０として、例えば、交差したグレーティングで構成される二次元グレーティングカプラを用いることができる。ここでは、構成例として、第１の一次元グレーティング及び第２の一次元グレーティングが直交している場合を説明する。また、空間光導入部と、二次元グレーティングカプラとに、同じ符号を付して説明する。

二次元グレーティングカプラ５０は、円偏光成分の空間光を、光導波路のＴＥ（ＴｒａｎｓｖｅｒｓｅＥｌｅｃｔｒｉｃ）偏波に変換する。二次元グレーティングカプラ５０では、空間光の直交する２つの円偏光成分の一方は、０次モードのＴＥ偏波（ＴＥ０）に変換されて、第１の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬する。また、二次元グレーティングカプラ５０では、空間光の直交する２つの円偏光成分の他方は、ＴＥ０に変換されて、第２の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬する。

二次元グレーティングカプラ５０には、第１テーパ部６１を介して第１接続導波路７１が接続され、及び、第２テーパ部６２を介して第２接続導波路７２が接続されている。第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２は、０次モードのＴＥ偏波が伝搬可能な導波路である。第１テーパ部６１は、二次元グレーティングカプラ５０の出力端の幅から、第１接続導波路７１の幅まで、長手方向に沿って順次幅が縮小する。同様に、第２テーパ部６２は、二次元グレーティングカプラ５０の出力端の幅から、第２接続導波路７２の幅まで、長手方向に沿って順次幅が縮小する。

第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２の、二次元グレーティングカプラ５０と反対側は、結合部８０に接続されている。結合部８０は、０次モード及び１次モードのＴＥ偏波が伝搬可能な多モード導波路８５で構成され、第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２に接続されている。

また、第２接続導波路７２には、移相部５５が設けられている。移相部５５として、第
１接続導波路を伝搬させる光と、第２接続導波路を伝搬させる光との間に９０°の位相差を与える、任意好適な従来公知の９０°移相素子を用いることができる。

二次元グレーティングカプラ５０の第１の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬するＴＥ０は、第１テーパ部６１及び第１接続導波路７１を経て結合部８０に送られる。また、二次元グレーティングカプラ５０の第２の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬するＴＥ０は、第２テーパ部６２及び第２接続導波路７２と、第２接続導波路７２に設けられた移相部５５を経て結合部８０に送られる。第２接続導波路７２を伝搬するＴＥ０は、移相部５５において、９０°の位相変化を受ける。

第１素子は、結合部８０を多モード導波路８５で構成している。この結合部８０を構成する多モード導波路８５は、ＴＥ０及び１次モードのＴＥ偏波（ＴＥ１）を励起する。

図２を参照して、第１素子の動作を説明する。図２は、第１素子の動作を説明する模式図である。図２（Ａ）は、二次元グレーティングカプラ５０に入力される円偏光の電界（符号Ｓ０で示す。）と、第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２に入力されるＴＥ偏波の電界を示している。図２（Ｂ）は、左（反時計回り）円偏光の場合の、第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２に入力されるＴＥ偏波の電界の時間変化を示している。図２（Ｃ）は、左円偏光の場合の、第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２から出力されるＴＥ偏波の電界の時間変化を示している。図２（Ｄ）は、右（時計回り）円偏光の場合の、第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２に入力されるＴＥ偏波の電界の時間変化を示している。図２（Ｅ）は、右円偏光の場合の、第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２から出力されるＴＥ偏波の電界の時間変化を示している。

図２（Ｂ）に示すように、左円偏光の場合、第１接続導波路７１に入力されるＴＥ０（符号Ｓ１１で示す。）は、第２接続導波路７２に入力されるＴＥ０（符号Ｓ１２で示す。）に対して９０°遅れている。

ここで、移相部５５において、第２接続導波路７２を伝搬するＴＥ０の位相を９０°進める。この結果、図２（Ｃ）に示すように、第１接続導波路７１から出力されるＴＥ０（符号Ｓ２１で示す。）と、第２接続導波路７２から出力されるＴＥ０（符号Ｓ２２で示す。）とは、位相が１８０°違う波となる。この位相が１８０°違う波を合波すると、多モード導波路８５に、ＴＥ１が励起される。

一方、図２（Ｄ）に示すように、右円偏光の場合、第１接続導波路７１に入力されるＴＥ０（符号Ｓ１１で示す。）は、第２接続導波路７２に入力されるＴＥ０（符号Ｓ１２で示す。）に対して９０°進んでいる。

ここで、第２接続導波路７２を伝搬するＴＥ０に対して、移相部５５において、位相を９０°進める。この結果、図２（Ｅ）に示すように、第１接続導波路７１から出力されるＴＥ０（符号Ｓ２１で示す。）と、第２接続導波路７２から出力されるＴＥ０（符号Ｓ２２で示す。）とは、位相が揃う波となる。この位相が揃う波を合波すると、多モード導波路８５に、ＴＥ０が励起される。

結合部８０の後段には、例えば、ＴＥ０及びＴＥ１が伝搬するように設計され、これらに対して動作する素子が設けられる。この素子については、例えば、特許文献４に開示されている。これにより、空間光の直交する２つの円偏光に対して動作する光回路が実現される。なお、結合部８０の後段には、ＴＥ０及びＴＥ１の両方で動作する素子を設けるのが構成上は簡単であるが、ＴＥ０及びＴＥ１を分離して、ＴＥ０に偏波を揃えて、それぞれＴＥ０で動作する素子を設けてもよい。

以上説明したように、第１素子によれば、空間光の直交する２つの円偏光成分に対して、一方を０次モードのＴＥ偏波で他方を１次モードのＴＥ偏波で出力することができる。

（第２素子）
図３を参照して、この発明の第２実施形態に係る光導波路素子（以下、第２素子）を説明する。図３は、第２素子を説明するための模式図である。図３は、第２素子の概略平面図である。図３では、空間光導入部を示し、他の部分の図示を省略している。また、第１光導波路コアの上部に位置する第２光導波路コアの部分を省略して示している。

第２素子では、カップリング部は、空間光導入部と、第１接続導波路及び第２接続導波路と、結合部とを備えて構成される。空間光導入部として、空間光の直交する２つの円偏光成分の一方は、ＴＥ０に変換されて、第１の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬する。また、空間光導入部として、空間光の直交する２つの円偏光成分の他方は、ＴＥ０に変換されて、第２の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬する、二次元グレーティングカプラ５１を用いることができる。この二次元グレーティングカプラ５１は、第１の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬させる光と、第２の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬させる光との間に９０°の位相差を与える。

このように動作させるために、二次元グレーティングカプラ５１に、第１接続導波路と接続される側の第１辺５１ａに平行に、かつ、第１周期で配列される、仮想的な第１線分群を設ける。また、第２接続導波路と接続される側の第２辺５１ｂに平行に、かつ、第２周期で配列される、仮想的な第２線分群を設ける。二次元グレーティングカプラ５１として、第１線分群と第２線分群の各交点を基準点群として、基準点群から、第２線分群に平行に、かつ、第２周期の１／４だけずらした位置に、光導波路コアを貫通する貫通孔５２を設ける構成にすることができる。

二次元グレーティングカプラ５１をこのように構成すると、第１の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬させる光と、第２の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬させる光との間に９０°の位相差が与えられる。従って、第２素子では、第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２に入力される光の電界が、図２（Ｃ）及び（Ｅ）に示した、第１素子における、第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２から出力される光の電界と同様になる。このため、第２素子では、移相部が不要となる。

二次元グレーティングカプラの構成、及び、移相部が設けられていない点を除いて、第２素子は、第１素子と同様に構成されるので、重複する説明を省略する。また、第２素子は、第１素子と同様に、空間光の直交する２つの円偏光成分に対して、一方をＴＥ０で他方をＴＥ１で出力することができる。

（第３素子）
図４を参照して、この発明の第３実施形態に係る光導波路素子（以下、第３素子）を説明する。図４は、第３素子を説明するための模式図である。図４は、第３素子の概略平面図である。

第３素子は、カップリング部１０２を備えて構成される。カップリング部１０２は、空間光導入部５０と、第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２と、結合部とを備えて構成される。

空間光導入部５０は、第１素子と同様の二次元グレーティングカプラで構成することができる。

結合部は、例えば、第１入力ポート９２－１及び第２入力ポート９２－２、並びに、第１出力ポート９４－１及び第２出力ポート９４－２を有する、３ｄＢカプラとしての方向性結合器９０で構成することができる。３ｄＢカプラとしての方向性結合器９０は、２つの入力ポート９２－１及び９２－２に入力される光の位相差が＋９０°及び－９０°のいずれかに応じて、２つの出力ポート９４－１及び９４－２のいずれかから出力される。

方向性結合器９０の第１入力ポート９２－１は、第１接続導波路７１に接続されている。また、方向性結合器９０の第２入力ポート９２－２は、第２接続導波路７２に接続されている。この場合、例えば、図２（Ｂ）に示すように、第１接続導波路７１に入力されるＴＥ０（符号Ｓ１１で示す。）が、第２接続導波路７２に入力されるＴＥ０（符号Ｓ１２で示す。）に対して９０°遅れている場合、第１出力ポート９４－１から出力される。また、図２（Ｄ）に示すように、第１接続導波路７１に入力されるＴＥ０（符号Ｓ１１で示す。）が、第２接続導波路７２に入力されるＴＥ０（符号Ｓ１２で示す。）に対して９０°進んでいる場合、第２出力ポート９４－２から出力される。

この結果、左円偏光は、方向性結合器９０の第１出力ポート９４－１から出力され、右円偏光は、方向性結合器９０の第２出力ポート９４－２から出力されることになり、空間光の直交する２つの円偏光成分に対して、一方と他方をそれぞれ異なる出力ポートから出力できる。

この第３素子では、左円偏光と右円偏光に対して、二次元グレーティングカプラで得られる、図２（Ｂ）及び図２（Ｄ）を参照して説明した位相関係を用いる。従って、第１素子のように、移相部を用いる必要はない。また、第２素子のように二次元グレーティングカプラにおいて、第１の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬させる光と、第２の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬させる光との間に９０°の位相差を与える必要はない。

１０支持基板
２０クラッド
３０光導波路コア
５０、５１空間光導入部（二次元グレーティングカプラ）
５２貫通孔
５５移相部
６１第１テーパ部
６２第２テーパ部
７１第１接続導波路
７２第２接続導波路
８０結合部
８５多モード導波路
９０方向性結合器
１００、１０２カップリング部

Claims

支持基板と、
前記支持基板上に形成されるクラッドと、
前記クラッド中に埋設され、前記支持基板の上面に平行に設けられる、光導波路コアと
を備え、
前記光導波路コアは、カップリング部
を備え、
前記カップリング部は、
空間光導入部と、
第１接続導波路及び第２接続導波路と、
移相部と、
結合部と
を備え、
前記空間光導入部は、
空間光の直交する２つの円偏光成分の一方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、前記第１接続導波路及び前記第２接続導波路を伝搬させ、及び、前記第１接続導波路に入力される０次モードのＴＥ偏波は、前記第２接続導波路に入力される０次モードのＴＥ偏波に対して、位相が９０度遅れており、並びに、
前記空間光の直交する２つの円偏光成分の他方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、前記第１接続導波路及び前記第２接続導波路を伝搬させ、及び、前記第１接続導波路に入力される０次モードのＴＥ偏波は、前記第２接続導波路に入力される０次モードのＴＥ偏波に対して、位相が９０度進んでおり、
前記移相部は、前記第２接続導波路に設けられ、前記第２接続導波路を伝搬する光に、９０°の位相変化を与え、
前記結合部は、０次モード及び１次モードのＴＥ偏波が伝搬可能な多モード導波路であり、前記第１接続導波路及び前記第２接続導波路に接続されており、
前記結合部から、０次モード及び１次モードのＴＥ偏波が出力される
ことを特徴とする光導波路素子。
支持基板と、
前記支持基板上に形成されるクラッドと、
前記クラッド中に埋設され、前記支持基板の上面に平行に設けられる、光導波路コアと
を備え、
前記光導波路コアは、カップリング部
を備え、
前記カップリング部は、
空間光導入部と、
第１接続導波路及び第２接続導波路と、
結合部と
を備え、
前記空間光導入部は、
空間光の直交する２つの円偏光成分の一方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、前記第１接続導波路及び前記第２接続導波路を伝搬させ、及び、前記第１接続導波路に入力される０次モードのＴＥ偏波は、前記第２接続導波路に入力される０次モードのＴＥ偏波に対して、位相が９０度遅れており、
前記空間光の直交する２つの円偏光成分の他方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、前記第１接続導波路及び前記第２接続導波路を伝搬させ、及び、前記第１接続導波路に入力される０次モードのＴＥ偏波は、前記第２接続導波路に入力される０次モードのＴＥ偏波に対して、位相が９０度進んでおり、並びに、
前記第１接続導波路を伝搬させる光と、前記第２接続導波路を伝搬させる光との間に９０°の位相差をさらに与え、
前記結合部は、０次モード及び１次モードのＴＥ偏波が伝搬可能な多モード導波路であり、前記第１接続導波路及び前記第２接続導波路に接続されてされており、
前記結合部から、０次モード及び１次モードのＴＥ偏波が出力される
ことを特徴とする光導波路素子。
前記空間光導入部は、
前記第１接続導波路と接続される側の第１辺に平行に、かつ、第１周期で配列される第１線分群と、前記第２接続導波路と接続される側の第２辺に平行に、かつ、第２周期で配列される第２線分群に対し、
前記第１線分群と前記第２線分群の各交点を基準点群として、
前記基準点群から、前記第２線分群に平行に、かつ、前記第２周期の１／４だけずらした位置に、前記光導波路コアを貫通する貫通孔を設けて構成される二次元グレーティングカプラである
ことを特徴とする請求項２に記載の光導波路素子。
支持基板と、
前記支持基板上に形成されるクラッドと、
前記クラッド中に埋設され、前記支持基板の上面に平行に設けられる、光導波路コアと
を備え、
前記光導波路コアは、カップリング部
を備え、
前記カップリング部は、
空間光導入部と、
第１接続導波路及び第２接続導波路と、
結合部と
を備え、
前記空間光導入部は、
空間光の直交する２つの円偏光成分の一方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、前記第１接続導波路及び前記第２接続導波路を伝搬させ、及び、前記第１接続導波路に入力される０次モードのＴＥ偏波は、前記第２接続導波路に入力される０次モードのＴＥ偏波に対して、位相が９０度遅れており、並びに、
前記空間光の直交する２つの円偏光成分の他方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、前記第１接続導波路及び前記第２接続導波路を伝搬させ、及び、前記第１接続導波路に入力される０次モードのＴＥ偏波は、前記第２接続導波路に入力される０次モードのＴＥ偏波に対して、位相が９０度進んでおり、
前記結合部は、第１入力ポート及び第２入力ポート、並びに、第１出力ポート及び第２出力ポートを有する方向性結合器であり、
前記第１入力ポートが前記第１接続導波路に接続され、
前記第２入力ポートが前記第２接続導波路に接続され、
前記第１入力ポート及び前記第２入力ポートに入力された光の位相差が＋９０°の場合は、前記第１出力ポートから出力し、及び、
前記第１入力ポート及び前記第２入力ポートに入力された光の位相差が－９０°の場合は、前記第２出力ポートから出力する
ことを特徴とする光導波路素子。