JPH06110091A - 導波路型光結合回路 - Google Patents
導波路型光結合回路Info
- Publication number
- JPH06110091A JPH06110091A JP26006492A JP26006492A JPH06110091A JP H06110091 A JPH06110091 A JP H06110091A JP 26006492 A JP26006492 A JP 26006492A JP 26006492 A JP26006492 A JP 26006492A JP H06110091 A JPH06110091 A JP H06110091A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- coupling
- waveguides
- optical coupling
- directional coupler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 異なる伝搬定数を有する光導波路間での高効
率な光結合を実現する導波路型光結合回路を提供する。 【構成】 互いに異なる伝搬定数を有する第１及び第２
の導波路１１及び１２を近接させて結合率の等しい２個
の非対称方向性結合器１４，１５を形成し、これらの間
に第１及び第２の導波路１１及び１２間で位相差φの光
路長差を生ずる第３の導波路１３を形成し、前記位相差
φを調整して非対称方向性結合器１４，１５の結合率を
３／４以下とすることにより、第１及び第２の導波路１
１及び１２間の伝搬定数の相違を打ち消し、高効率な光
パワー結合を実現する。
率な光結合を実現する導波路型光結合回路を提供する。 【構成】 互いに異なる伝搬定数を有する第１及び第２
の導波路１１及び１２を近接させて結合率の等しい２個
の非対称方向性結合器１４，１５を形成し、これらの間
に第１及び第２の導波路１１及び１２間で位相差φの光
路長差を生ずる第３の導波路１３を形成し、前記位相差
φを調整して非対称方向性結合器１４，１５の結合率を
３／４以下とすることにより、第１及び第２の導波路１
１及び１２間の伝搬定数の相違を打ち消し、高効率な光
パワー結合を実現する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板上に作製された伝
搬定数の異なる光導波路間で高効率な光結合を実現する
導波路型光結合回路に関するものである。
搬定数の異なる光導波路間で高効率な光結合を実現する
導波路型光結合回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光導波路により構成される導波路型光回
路は大量生産性や機械的安定性等の利点を有するため、
光通信システム用の光部品として注目されている。しか
し、光通信方式及びその装置が複雑高度化するにつれ、
さらなる大規模集積化や多機能化が導波路型光回路に求
められている。
路は大量生産性や機械的安定性等の利点を有するため、
光通信システム用の光部品として注目されている。しか
し、光通信方式及びその装置が複雑高度化するにつれ、
さらなる大規模集積化や多機能化が導波路型光回路に求
められている。
【０００３】その解決法として、回路の小型集積化に適
した高Δ導波路や希土類添加導波路のような機能性導波
路を従来の導波路に組み合わせる方法が提案されてい
る。しかし、高Δ導波路や機能性導波路の導波路寸法、
比屈折率差等の導波路パラメータは従来の導波路と異な
っている。そのため、従来の導波路との光結合を行う場
合、導波路同士の伝搬定数βが異なり、高効率な光結合
が実現できないという問題があった。以下、伝搬定数の
異なる導波路間での光結合について詳しく説明する。
した高Δ導波路や希土類添加導波路のような機能性導波
路を従来の導波路に組み合わせる方法が提案されてい
る。しかし、高Δ導波路や機能性導波路の導波路寸法、
比屈折率差等の導波路パラメータは従来の導波路と異な
っている。そのため、従来の導波路との光結合を行う場
合、導波路同士の伝搬定数βが異なり、高効率な光結合
が実現できないという問題があった。以下、伝搬定数の
異なる導波路間での光結合について詳しく説明する。
【０００４】図２は従来の伝搬定数の異なる導波路間を
結合する回路の一例、ここでは非対称方向性結合器を示
すもので、同図(a)は上面図、同図(b)はそのＡ−Ａ’線
矢視方向の断面図を表している。図中、１は第１の導波
路、２は第２の導波路、３は非対称方向性結合器、４は
導波路基板、５は下側クラッド層、６は上側クラッド層
である。図２では導波路幅が異なるためにそれぞれの導
波路の伝搬定数が異なる例を示しているが、導波路の比
屈折率差が異なるために伝搬定数が異なる場合において
も以下の説明は同様である。
結合する回路の一例、ここでは非対称方向性結合器を示
すもので、同図(a)は上面図、同図(b)はそのＡ−Ａ’線
矢視方向の断面図を表している。図中、１は第１の導波
路、２は第２の導波路、３は非対称方向性結合器、４は
導波路基板、５は下側クラッド層、６は上側クラッド層
である。図２では導波路幅が異なるためにそれぞれの導
波路の伝搬定数が異なる例を示しているが、導波路の比
屈折率差が異なるために伝搬定数が異なる場合において
も以下の説明は同様である。
【０００５】非対称方向性結合器３の伝搬特性マトリッ
クスはその結合係数をκ、第１の導波路１の伝搬定数を
β1、第２の導波路２の伝搬定数をβ2とすると、
クスはその結合係数をκ、第１の導波路１の伝搬定数を
β1、第２の導波路２の伝搬定数をβ2とすると、
【数１】 但し、
【数２】
【数３】 で表される。
【０００６】第１の導波路１からのみ光を入射した場合
の光出力は、第１の導波路１側の出力Ｐout1、第２の導
波路２側の出力Ｐout2として、
の光出力は、第１の導波路１側の出力Ｐout1、第２の導
波路２側の出力Ｐout2として、
【数４】 で求めることができ、
【数５】
【数６】 となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記(5)，(6)式から分
かるように、非対称方向性結合器での結合率は最大κ2
／βc 2であり、第１の導波路１と第２の導波路２との伝
搬定数が異なる場合はΔ≠０であるため、
かるように、非対称方向性結合器での結合率は最大κ2
／βc 2であり、第１の導波路１と第２の導波路２との伝
搬定数が異なる場合はΔ≠０であるため、
【数７】 となり、２本の導波路間で１００％の光結合は望めな
い。
い。
【０００８】本発明はかかる問題を鑑みてなされたもの
であり、その目的は異なる伝搬定数を有する光導波路間
での高効率な光結合を実現する導波路型光結合回路を提
供することにある。
であり、その目的は異なる伝搬定数を有する光導波路間
での高効率な光結合を実現する導波路型光結合回路を提
供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の請求項１では、基板上に作製された互いに
異なる伝搬定数を有する第１及び第２の導波路間で光パ
ワー結合を行う光結合回路であって、前記第１の導波路
と第２の導波路とを近接させた結合率の等しい２個の非
対称方向性結合器を形成し、該２個の非対称方向性結合
器間に前記第１の導波路と第２の導波路との間で位相差
φを生ずる光路長差を備えたマッハツェンダ干渉計構造
を形成し、前記２個の非対称方向性結合器間の前記第１
又は第２の導波路の少なくとも一方に前記位相差φを調
整する位相調整手段を設け、前記第１の導波路の伝搬定
数β1、前記第２の導波路の伝搬定数β2、前記非対称方
向性結合器の結合係数をκ、該非対称方向性結合器の実
効結合長をＬ、Δ＝（β2−β1）／２、βc＝（Δ2＋κ
2）1/2とした時、κ2sin2（βcＬ）／βc 2で示される前
記非対称方向性結合器の結合率を３／４以下とした導波
路型光結合回路を提案する。
め、本発明の請求項１では、基板上に作製された互いに
異なる伝搬定数を有する第１及び第２の導波路間で光パ
ワー結合を行う光結合回路であって、前記第１の導波路
と第２の導波路とを近接させた結合率の等しい２個の非
対称方向性結合器を形成し、該２個の非対称方向性結合
器間に前記第１の導波路と第２の導波路との間で位相差
φを生ずる光路長差を備えたマッハツェンダ干渉計構造
を形成し、前記２個の非対称方向性結合器間の前記第１
又は第２の導波路の少なくとも一方に前記位相差φを調
整する位相調整手段を設け、前記第１の導波路の伝搬定
数β1、前記第２の導波路の伝搬定数β2、前記非対称方
向性結合器の結合係数をκ、該非対称方向性結合器の実
効結合長をＬ、Δ＝（β2−β1）／２、βc＝（Δ2＋κ
2）1/2とした時、κ2sin2（βcＬ）／βc 2で示される前
記非対称方向性結合器の結合率を３／４以下とした導波
路型光結合回路を提案する。
【００１０】また、請求項２では、第１の導波路と第２
の導波路とがクラッド層を介して積層された構造を有
し、非対称方向性結合器が積層型非対称方向性結合器で
ある請求項１記載の導波路型光結合回路を提案する。
の導波路とがクラッド層を介して積層された構造を有
し、非対称方向性結合器が積層型非対称方向性結合器で
ある請求項１記載の導波路型光結合回路を提案する。
【００１１】また、請求項３では、請求項１又は２記載
の導波路型光結合回路を複数個、縦続に接続するととも
に、該導波路型光結合回路同士を接続する２本の導波路
間での位相差を調整する位相調整手段を備えた導波路型
光結合回路を提案する。
の導波路型光結合回路を複数個、縦続に接続するととも
に、該導波路型光結合回路同士を接続する２本の導波路
間での位相差を調整する位相調整手段を備えた導波路型
光結合回路を提案する。
【００１２】
【作用】図１は本発明の導波路型光結合回路の基本構成
を示すもので、ここでは２個の非対称方向性結合器を光
路長の異なる２本の導波路で接続して非対称マッハツェ
ンダ干渉回路を構成した例を示す。図中、１１は第１の
導波路、１２は第２の導波路、１３は位相差φの光路長
差を有する第３の導波路、１４，１５は非対称方向性結
合器である。
を示すもので、ここでは２個の非対称方向性結合器を光
路長の異なる２本の導波路で接続して非対称マッハツェ
ンダ干渉回路を構成した例を示す。図中、１１は第１の
導波路、１２は第２の導波路、１３は位相差φの光路長
差を有する第３の導波路、１４，１５は非対称方向性結
合器である。
【００１３】非対称方向性結合器１４，１５の伝搬特性
マトリックスはその結合係数をκ、第１の導波路１１の
伝搬定数をβ1、第２の導波路１２の伝搬定数をβ2とす
ると、
マトリックスはその結合係数をκ、第１の導波路１１の
伝搬定数をβ1、第２の導波路１２の伝搬定数をβ2とす
ると、
【数８】 但し、
【数９】
【数１０】 で表される。
【００１４】また、位相差φを有する第３の導波路１３
の伝搬特性マトリックスは、
の伝搬特性マトリックスは、
【数１１】 で表される。
【００１５】第１の導波路１１からのみ光を入射した場
合の光出力は、第１の導波路１１側の出力Ｐout1、第２
の導波路１２側の出力Ｐout2として、
合の光出力は、第１の導波路１１側の出力Ｐout1、第２
の導波路１２側の出力Ｐout2として、
【数１２】 で求めることができ、このマトリックスのかけ算を計算
すると、
すると、
【数１３】
【数１４】 但し、
【数１５】 となる。Ｋは、非対称方向性結合器単体での光パワー結
合率を示している。従来例で説明したように、非対称方
向性結合器での光パワー結合率Ｋは１より小さくなる。
合率を示している。従来例で説明したように、非対称方
向性結合器での光パワー結合率Ｋは１より小さくなる。
【００１６】次に、本発明の非対称マッハツェンダ干渉
回路での最大光パワー結合率４Ｋ（１−Ｋ）と、非対称
方向性結合器単体での最大光パワー結合率Ｋとを比較す
ると、その比は、
回路での最大光パワー結合率４Ｋ（１−Ｋ）と、非対称
方向性結合器単体での最大光パワー結合率Ｋとを比較す
ると、その比は、
【数１６】 となる。式(16)が１以上となる条件は、
【数１７】 であるから、非対称方向性結合器の結合率が３／４以下
の条件において、本発明の光結合回路は非対称方向性結
合器単体よりも最大光パワー結合率を大きくすることが
できる。さらに、
の条件において、本発明の光結合回路は非対称方向性結
合器単体よりも最大光パワー結合率を大きくすることが
できる。さらに、
【数１８】 の条件において、１００％の最大光パワー結合率を得る
ことができる。
ことができる。
【００１７】このような最大光パワー結合を得るために
は、２個の非対称方向性結合器間の位相差φを、
は、２個の非対称方向性結合器間の位相差φを、
【数１９】 を満たすように設定すれば良い。
【００１８】このように本発明の光結合回路は、２本の
導波路間の伝搬定数の違いΔをマッハツェンダ干渉系の
位相差φによって打ち消すことにより、高効率な光パワ
ー結合を実現する。
導波路間の伝搬定数の違いΔをマッハツェンダ干渉系の
位相差φによって打ち消すことにより、高効率な光パワ
ー結合を実現する。
【００１９】図３は本発明の光結合回路の位相差φに対
する結合特性を示すグラフであり、非対称方向性結合器
単体での光パワー結合率Ｋが５０％の場合の特性であ
る。非対称方向性結合器単体での光パワー結合率が５０
％であれば、本発明の光結合回路により１００％の光結
合が実現できる。
する結合特性を示すグラフであり、非対称方向性結合器
単体での光パワー結合率Ｋが５０％の場合の特性であ
る。非対称方向性結合器単体での光パワー結合率が５０
％であれば、本発明の光結合回路により１００％の光結
合が実現できる。
【００２０】図４は本発明の光結合回路の位相差φに対
する結合特性を示す他のグラフ、即ち非対称方向性結合
器単体での光パワー結合率Ｋが８．３％の場合の特性で
あるが、本発明の光結合回路によって光パワー結合率を
３０％程度まで大きくすることが可能である。
する結合特性を示す他のグラフ、即ち非対称方向性結合
器単体での光パワー結合率Ｋが８．３％の場合の特性で
あるが、本発明の光結合回路によって光パワー結合率を
３０％程度まで大きくすることが可能である。
【００２１】図５は図４の特性を有する光結合回路を、
位相差φ2を有するアーム導波路で縦続に接続した場合
の結合特性である。即ち、本発明の光結合回路を１個の
非対称方向性結合器と置き換え、その間を位相差φ2の
導波路で接続した場合の結合特性である。位相差φは、
それぞれの光結合回路の光パワー結合率が最大になるよ
うに設定している。この場合、２個の光結合回路を縦続
接続することにより、最大光パワー結合率を８５％まで
向上できることが分かる。縦続接続する回路をさらに増
やすことにより、最大光パワー結合率を１００％まで向
上することも可能である。
位相差φ2を有するアーム導波路で縦続に接続した場合
の結合特性である。即ち、本発明の光結合回路を１個の
非対称方向性結合器と置き換え、その間を位相差φ2の
導波路で接続した場合の結合特性である。位相差φは、
それぞれの光結合回路の光パワー結合率が最大になるよ
うに設定している。この場合、２個の光結合回路を縦続
接続することにより、最大光パワー結合率を８５％まで
向上できることが分かる。縦続接続する回路をさらに増
やすことにより、最大光パワー結合率を１００％まで向
上することも可能である。
【００２２】
【実施例】以下、実施例について、本発明をさらに具体
的に説明する。
的に説明する。
【００２３】図６及び７は本発明の第１の実施例を示す
もので、図６は上面図、図７はそのＡ−Ａ’線矢視方向
の断面図を表している。図中、２１は伝搬定数β1を有
する第１の導波路、２２は伝搬定数β2を有する第２の
導波路、２３は位相差φを生ずるマッハツェンダ干渉計
のアーム導波路、２４，２５は非対称方向性結合器、２
６は位相調整用薄膜ヒータ、２７は導波路基板、２８は
下側クラッド層、２９は上側クラッド層である。
もので、図６は上面図、図７はそのＡ−Ａ’線矢視方向
の断面図を表している。図中、２１は伝搬定数β1を有
する第１の導波路、２２は伝搬定数β2を有する第２の
導波路、２３は位相差φを生ずるマッハツェンダ干渉計
のアーム導波路、２４，２５は非対称方向性結合器、２
６は位相調整用薄膜ヒータ、２７は導波路基板、２８は
下側クラッド層、２９は上側クラッド層である。
【００２４】本実施例では、Δ＝１．５％でコア厚４．
５μｍの導波路のコア幅を異ならせることにより、それ
ぞれの導波路の伝搬定数β1とβ2とに違いを設け、その
差β2−β1＝０．０６［１／μｍ］とした。非対称方向
性結合器での導波路間隔は、結合係数κ＝０．０３［１
／μｍ］となるように設定しているので、非対称方向性
結合器での最大光パワー結合率は、式(6)より５０％と
なる。
５μｍの導波路のコア幅を異ならせることにより、それ
ぞれの導波路の伝搬定数β1とβ2とに違いを設け、その
差β2−β1＝０．０６［１／μｍ］とした。非対称方向
性結合器での導波路間隔は、結合係数κ＝０．０３［１
／μｍ］となるように設定しているので、非対称方向性
結合器での最大光パワー結合率は、式(6)より５０％と
なる。
【００２５】このような構成の光結合回路は、以下のよ
うな石英系導波回路の作製工程を経て作製される。即
ち、例えば直径４インチ、厚さ１ｍｍのシリコン基板２
７上にＦＨＤ堆積法によって、まず、下側クラッド層２
８として組成がＳｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3の石英系ガラ
ス膜を２０μｍ堆積する。ガラスの透明化は温度１４０
０℃のＨｅとＯ2の混合雰囲気中で行う。
うな石英系導波回路の作製工程を経て作製される。即
ち、例えば直径４インチ、厚さ１ｍｍのシリコン基板２
７上にＦＨＤ堆積法によって、まず、下側クラッド層２
８として組成がＳｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3の石英系ガラ
ス膜を２０μｍ堆積する。ガラスの透明化は温度１４０
０℃のＨｅとＯ2の混合雰囲気中で行う。
【００２６】次に、導波路のコア膜として組成がＳｉＯ
2−ＧｅＯ2の石英系ガラスをＥＣＲ堆積法を用いて堆積
する。今回の実施例ではＥＣＲ堆積法を用いたが、ＣＶ
Ｄ堆積法やスパッタ堆積法及びＦＨＤ堆積法を用いても
コア膜を作製することが可能である。その後、反応性イ
オンエッチングにより、コア幅の異なる第１の導波路２
１及び第２の導波路２２を形成する。
2−ＧｅＯ2の石英系ガラスをＥＣＲ堆積法を用いて堆積
する。今回の実施例ではＥＣＲ堆積法を用いたが、ＣＶ
Ｄ堆積法やスパッタ堆積法及びＦＨＤ堆積法を用いても
コア膜を作製することが可能である。その後、反応性イ
オンエッチングにより、コア幅の異なる第１の導波路２
１及び第２の導波路２２を形成する。
【００２７】次に、ＦＨＤ堆積法を用いて、第１及び第
２の導波路を埋め込む上側クラッド層２９として組成が
ＳｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3の石英系ガラス膜を２０μｍ
堆積する。ガラスの透明化は温度１２００℃のＨｅとＯ
2の混合雰囲気中で行う。最後に、上側クラッド層２９
上にＣｒ薄膜を蒸着して位相調整用薄膜ヒータ２６を形
成する。
２の導波路を埋め込む上側クラッド層２９として組成が
ＳｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3の石英系ガラス膜を２０μｍ
堆積する。ガラスの透明化は温度１２００℃のＨｅとＯ
2の混合雰囲気中で行う。最後に、上側クラッド層２９
上にＣｒ薄膜を蒸着して位相調整用薄膜ヒータ２６を形
成する。
【００２８】前述した如くして作製した光結合回路にお
いて、位相調整用薄膜ヒータ２６に電力を印加すること
により、図３に示した出力特性と同じものが得られた。
即ち、ヒータ電力を調整することにより、第１の導波路
２１から第２の導波路２２への１００％光パワー結合が
実現されるとともに、導波路間での出力パワー比を任意
に設定することができた。
いて、位相調整用薄膜ヒータ２６に電力を印加すること
により、図３に示した出力特性と同じものが得られた。
即ち、ヒータ電力を調整することにより、第１の導波路
２１から第２の導波路２２への１００％光パワー結合が
実現されるとともに、導波路間での出力パワー比を任意
に設定することができた。
【００２９】図８及び９は本発明の第２の実施例を示す
もので、図８は上面図、図９(a)はそのＡ−Ａ’線矢視
方向の断面図、図９(b)はそのＢ−Ｂ’線矢視方向の断
面図を表している。図中、３１は伝搬定数β1を有する
第１の導波路、３２は伝搬定数β2を有する第２の導波
路、３３は位相差φを生ずるマッハツェンダ干渉計のア
ーム導波路、３４，３５は積層型非対称方向性結合器、
３６は位相調整用薄膜ヒータ、３７は導波路基板、３８
は下側クラッド層、３９は上側クラッド層、４０は中間
クラッド層である。
もので、図８は上面図、図９(a)はそのＡ−Ａ’線矢視
方向の断面図、図９(b)はそのＢ−Ｂ’線矢視方向の断
面図を表している。図中、３１は伝搬定数β1を有する
第１の導波路、３２は伝搬定数β2を有する第２の導波
路、３３は位相差φを生ずるマッハツェンダ干渉計のア
ーム導波路、３４，３５は積層型非対称方向性結合器、
３６は位相調整用薄膜ヒータ、３７は導波路基板、３８
は下側クラッド層、３９は上側クラッド層、４０は中間
クラッド層である。
【００３０】第１の導波路３１は中間クラッド層４０上
に形成され、第２の導波路３２は下側クラッド層３８上
に形成される。本実施例では、第１の導波路３１はΔ＝
１．５％でコア寸法４．５μｍ角であり、第２の導波路
３２はΔ＝０．７５％でコア寸法６．５μｍ角である。
に形成され、第２の導波路３２は下側クラッド層３８上
に形成される。本実施例では、第１の導波路３１はΔ＝
１．５％でコア寸法４．５μｍ角であり、第２の導波路
３２はΔ＝０．７５％でコア寸法６．５μｍ角である。
【００３１】このような構成の光結合回路は、以下のよ
うな積層型石英系導波回路の作製工程を経て作製され
る。即ち、例えば直径４インチ、厚さ１ｍｍのシリコン
基板３７上にＦＨＤ堆積法によって、まず、下側クラッ
ド層３８として組成がＳｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3の石英
系ガラス膜を２０μｍ堆積する。ガラスの透明化は温度
１４００℃のＨｅとＯ2の混合雰囲気中で行う。
うな積層型石英系導波回路の作製工程を経て作製され
る。即ち、例えば直径４インチ、厚さ１ｍｍのシリコン
基板３７上にＦＨＤ堆積法によって、まず、下側クラッ
ド層３８として組成がＳｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3の石英
系ガラス膜を２０μｍ堆積する。ガラスの透明化は温度
１４００℃のＨｅとＯ2の混合雰囲気中で行う。
【００３２】次に、導波路のコア膜として組成がＳｉＯ
2−ＧｅＯ2の石英系ガラスをＥＣＲ堆積法を用いて堆積
する。今回の実施例ではＥＣＲ堆積法を用いたが、ＣＶ
Ｄ堆積法やスパッタ堆積法及びＦＨＤ堆積法を用いても
コア膜を作製することが可能である。その後、反応性イ
オンエッチングにより、第２の導波路３２を形成する。
2−ＧｅＯ2の石英系ガラスをＥＣＲ堆積法を用いて堆積
する。今回の実施例ではＥＣＲ堆積法を用いたが、ＣＶ
Ｄ堆積法やスパッタ堆積法及びＦＨＤ堆積法を用いても
コア膜を作製することが可能である。その後、反応性イ
オンエッチングにより、第２の導波路３２を形成する。
【００３３】次に、中間クラッド層４０として組成がＳ
ｉＯ2の石英ガラスをＥＣＲ堆積法で１μｍ堆積する。
その際、特開平２−２２１９０４号公報に開示された導
波路クラッド膜平坦化技術を用いて、表面が平坦な中間
クラッド層４０を形成した。今回の実施例ではＥＣＲ堆
積法を用いて平坦な中間クラッド層を作製したが、ＣＶ
Ｄ堆積法やスパッタ堆積法及びＦＨＤ堆積法で堆積した
後、研磨等により表面を平坦にする方法でも同様に作製
することが可能である。
ｉＯ2の石英ガラスをＥＣＲ堆積法で１μｍ堆積する。
その際、特開平２−２２１９０４号公報に開示された導
波路クラッド膜平坦化技術を用いて、表面が平坦な中間
クラッド層４０を形成した。今回の実施例ではＥＣＲ堆
積法を用いて平坦な中間クラッド層を作製したが、ＣＶ
Ｄ堆積法やスパッタ堆積法及びＦＨＤ堆積法で堆積した
後、研磨等により表面を平坦にする方法でも同様に作製
することが可能である。
【００３４】次に、第２の導波路３２と同様にして第１
の導波路３１を形成し、さらにＦＨＤ堆積法を用いて、
第１の導波路３１を埋め込む上側クラッド層３９として
組成がＳｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3の石英系ガラス膜を２
０μｍ堆積する。ガラスの透明化は温度１２００℃のＨ
ｅとＯ2の混合雰囲気中で行う。最後に、上側クラッド
層３９上にＣｒ薄膜を蒸着して位相調整用薄膜ヒータ３
６を形成する。
の導波路３１を形成し、さらにＦＨＤ堆積法を用いて、
第１の導波路３１を埋め込む上側クラッド層３９として
組成がＳｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3の石英系ガラス膜を２
０μｍ堆積する。ガラスの透明化は温度１２００℃のＨ
ｅとＯ2の混合雰囲気中で行う。最後に、上側クラッド
層３９上にＣｒ薄膜を蒸着して位相調整用薄膜ヒータ３
６を形成する。
【００３５】図１０は本発明の第３の実施例を示すもの
で、ここでは光結合回路を縦続接続した例を示す。図
中、５１は伝搬定数β1を有する第１の導波路、５２は
伝搬定数β2を有する第２の導波路、５３は光結合回路
を縦続接続する位相差φ2の光路長差を有するアーム導
波路、５４は位相調整用薄膜ヒータ、５５は導波路基
板、５６は下側クラッド層、５７は上側クラッド層、５
８は中間クラッド層である。本実施例は前記第２の実施
例と同様の製作工程を用いて作製できる。
で、ここでは光結合回路を縦続接続した例を示す。図
中、５１は伝搬定数β1を有する第１の導波路、５２は
伝搬定数β2を有する第２の導波路、５３は光結合回路
を縦続接続する位相差φ2の光路長差を有するアーム導
波路、５４は位相調整用薄膜ヒータ、５５は導波路基
板、５６は下側クラッド層、５７は上側クラッド層、５
８は中間クラッド層である。本実施例は前記第２の実施
例と同様の製作工程を用いて作製できる。
【００３６】以上説明した実施例では光結合回路を直線
状に構成したが、非対称方向性結合器や位相差を与える
アーム導波路は論理的に図面に示したように配置されて
いれば良いのであって、導波路を曲げることにより限ら
れた面積内に光結合回路を構成することも可能である。
状に構成したが、非対称方向性結合器や位相差を与える
アーム導波路は論理的に図面に示したように配置されて
いれば良いのであって、導波路を曲げることにより限ら
れた面積内に光結合回路を構成することも可能である。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、伝
搬定数の異なる導波路間で高効率な光パワー結合を実現
することができ、比屈折率差の異なる導波路や材料系の
異なる導波路を同一基板上に形成して、それぞれの導波
路間を高効率で光パワー結合することができるため、導
波回路の機能を大幅に拡大することが可能となる。
搬定数の異なる導波路間で高効率な光パワー結合を実現
することができ、比屈折率差の異なる導波路や材料系の
異なる導波路を同一基板上に形成して、それぞれの導波
路間を高効率で光パワー結合することができるため、導
波回路の機能を大幅に拡大することが可能となる。
【図１】本発明の導波路型光結合回路の基本構成を示す
図
図
【図２】従来の導波路型光結合回路の一例を示す構成図
【図３】本発明の回路における結合特性を説明するグラ
フ
フ
【図４】本発明の回路における結合特性を説明する他の
グラフ
グラフ
【図５】本発明の回路における結合特性を説明する他の
グラフ
グラフ
【図６】本発明の導波路型光結合回路の第１の実施例を
示す構成図
示す構成図
【図７】図６のＡ−Ａ’線矢視方向の断面図
【図８】本発明の導波路型光結合回路の第２の実施例を
示す構成図
示す構成図
【図９】図８のＡ−Ａ’線及びＢ−Ｂ’線矢視方向の断
面図
面図
【図１０】本発明の導波路型光結合回路の第３の実施例
を示す構成図
を示す構成図
１１，２１，３１，５１…第１の導波路、１２，２２，
３２，５２…第２の導波路、１３…位相差φの光路長差
を有する第３の導波路、１４，１５，２４，２５…非対
称方向性結合器、２３，３３…位相差φを生ずるマッハ
ツェンダ干渉計のアーム導波路、２６，３６，５４…位
相調整用薄膜ヒータ、２７，３７，５５…導波路基板、
２８，３８，５６…下側クラッド層、２９，３９，５７
…上側クラッド層、３４，３５…積層型非対称方向性結
合器、４０，５８…中間クラッド層、５３…位相差φ2
の光路長差を有するアーム導波路。
３２，５２…第２の導波路、１３…位相差φの光路長差
を有する第３の導波路、１４，１５，２４，２５…非対
称方向性結合器、２３，３３…位相差φを生ずるマッハ
ツェンダ干渉計のアーム導波路、２６，３６，５４…位
相調整用薄膜ヒータ、２７，３７，５５…導波路基板、
２８，３８，５６…下側クラッド層、２９，３９，５７
…上側クラッド層、３４，３５…積層型非対称方向性結
合器、４０，５８…中間クラッド層、５３…位相差φ2
の光路長差を有するアーム導波路。
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上に作製された互いに異なる伝搬定
数を有する第１及び第２の導波路間で光パワー結合を行
う光結合回路であって、 前記第１の導波路と第２の導波路とを近接させた結合率
の等しい２個の非対称方向性結合器を形成し、 該２個の非対称方向性結合器間に前記第１の導波路と第
２の導波路との間で位相差φを生ずる光路長差を備えた
マッハツェンダ干渉計構造を形成し、 前記２個の非対称方向性結合器間の前記第１又は第２の
導波路の少なくとも一方に前記位相差φを調整する位相
調整手段を設け、 前記第１の導波路の伝搬定数β1、前記第２の導波路の
伝搬定数β2、前記非対称方向性結合器の結合係数を
κ、該非対称方向性結合器の実効結合長をＬ、Δ＝（β
2−β1）／２、βc＝（Δ2＋κ2）1/2とした時、κ2sin
2（βcＬ）／βc 2で示される前記非対称方向性結合器の
結合率を３／４以下としたことを特徴とする導波路型光
結合回路。 - 【請求項２】 第１の導波路と第２の導波路とがクラッ
ド層を介して積層された構造を有し、非対称方向性結合
器が積層型非対称方向性結合器であることを特徴とする
請求項１記載の導波路型光結合回路。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の導波路型光結合回
路を複数個、縦続に接続するとともに、該導波路型光結
合回路同士を接続する２本の導波路間での位相差を調整
する位相調整手段を備えたことを特徴とする導波路型光
結合回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26006492A JPH06110091A (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 導波路型光結合回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26006492A JPH06110091A (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 導波路型光結合回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06110091A true JPH06110091A (ja) | 1994-04-22 |
Family
ID=17342811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26006492A Pending JPH06110091A (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 導波路型光結合回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06110091A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09297238A (ja) * | 1996-05-09 | 1997-11-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路の製造方法 |
| JPH10307220A (ja) * | 1997-05-06 | 1998-11-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波路形フィルタの製造方法および光導波路形フィルタ |
| JP2001091775A (ja) * | 1999-09-21 | 2001-04-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 積層型石英系光導波路の製造方法 |
| JP2002022983A (ja) * | 2000-05-17 | 2002-01-23 | Lucent Technol Inc | フリースペクトルレンジを大きくした同調型オールパス光学フィルタ |
| WO2002063389A1 (en) * | 2001-02-06 | 2002-08-15 | Alcatel Optronics Uk Limited | Optical device |
| JP2004078158A (ja) * | 2002-06-19 | 2004-03-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光導波路、光モジュールおよびその製造方法 |
| JP2005077987A (ja) * | 2003-09-03 | 2005-03-24 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調器 |
| US7103252B2 (en) * | 2001-10-25 | 2006-09-05 | Fujitsu Limited | Optical waveguide and fabricating method thereof |
| JP2016191817A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 日本電気株式会社 | 光集積回路、および光集積回路の制御方法 |
| WO2021192550A1 (ja) * | 2020-03-27 | 2021-09-30 | Tdk株式会社 | 光変調器及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-09-29 JP JP26006492A patent/JPH06110091A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09297238A (ja) * | 1996-05-09 | 1997-11-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路の製造方法 |
| JPH10307220A (ja) * | 1997-05-06 | 1998-11-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波路形フィルタの製造方法および光導波路形フィルタ |
| JP2001091775A (ja) * | 1999-09-21 | 2001-04-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 積層型石英系光導波路の製造方法 |
| JP2002022983A (ja) * | 2000-05-17 | 2002-01-23 | Lucent Technol Inc | フリースペクトルレンジを大きくした同調型オールパス光学フィルタ |
| EP2026123A3 (en) * | 2000-05-17 | 2009-04-01 | Lucent Technologies Inc. | Tunable all-pass optical filters with large free spectral ranges |
| WO2002063389A1 (en) * | 2001-02-06 | 2002-08-15 | Alcatel Optronics Uk Limited | Optical device |
| US7103252B2 (en) * | 2001-10-25 | 2006-09-05 | Fujitsu Limited | Optical waveguide and fabricating method thereof |
| JP2004078158A (ja) * | 2002-06-19 | 2004-03-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光導波路、光モジュールおよびその製造方法 |
| JP2005077987A (ja) * | 2003-09-03 | 2005-03-24 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調器 |
| JP2016191817A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 日本電気株式会社 | 光集積回路、および光集積回路の制御方法 |
| WO2021192550A1 (ja) * | 2020-03-27 | 2021-09-30 | Tdk株式会社 | 光変調器及びその製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH06110091A (ja) | 導波路型光結合回路 | |
| KR0163738B1 (ko) | 히터 매립된 평면 도파로형 광스위치의 제조방법 | |
| CN112051641A (zh) | 应用狭缝波导结构的倾斜光栅式偏振分束器及制造方法 | |
| JP2621519B2 (ja) | 光導波路及びその製造方法 | |
| JP2804363B2 (ja) | 光方向性結合器 | |
| JP2848144B2 (ja) | チューナブル光フィルタ | |
| US6483964B1 (en) | Method of fabricating an optical component | |
| JPH04359230A (ja) | 希土類元素添加光導波路及びその製造方法 | |
| JP5727401B2 (ja) | 光導波路及びその作製方法 | |
| JPH05307124A (ja) | 光結合回路 | |
| JP3196797B2 (ja) | 積層型石英系光導波路の製造方法 | |
| JP3530463B2 (ja) | 光導波路 | |
| JP3228233B2 (ja) | 光導波路デバイス | |
| JPH10197737A (ja) | 光導波回路の製造方法 | |
| CN212647048U (zh) | 应用狭缝波导结构的倾斜光栅式偏振分束器 | |
| JPH05157925A (ja) | 石英系光導波路及びその製造方法 | |
| JP3031066B2 (ja) | 酸化膜の製造方法及び光導波路の製造方法 | |
| JPH05257021A (ja) | 光導波路の製造方法 | |
| JP2001091775A (ja) | 積層型石英系光導波路の製造方法 | |
| JPH0829634A (ja) | 光導波路の作製方法 | |
| KR100534659B1 (ko) | 브라그 반사 원리를 이용한 평판형 광도파로 및 그 제조방법 | |
| JP3144614B2 (ja) | フラット帯域特性アレイ格子 | |
| JP3783924B2 (ja) | 積層型層間光方向性結合器の製造方法 | |
| JP3018688B2 (ja) | Ｓｉ基板を用いたガラス導波路の製造方法 | |
| JP2001183538A (ja) | 導波路型光デバイス |