JPH07159635A - ストリップ状の集積された光導波路 - Google Patents
ストリップ状の集積された光導波路Info
- Publication number
- JPH07159635A JPH07159635A JP25308694A JP25308694A JPH07159635A JP H07159635 A JPH07159635 A JP H07159635A JP 25308694 A JP25308694 A JP 25308694A JP 25308694 A JP25308694 A JP 25308694A JP H07159635 A JPH07159635 A JP H07159635A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- curvature
- longitudinal axis
- section
- sections
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/125—Bends, branchings or intersections
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光学的回路の任意に相い対して配置されてい
る２つの構成要素の間の光伝送を行うストリップ状の光
導波路であって、局部的な横方向モード分布により生ず
る変換損失をわずかにすることのできる光導波路を提供
する。 【構成】 光導波路１の端部１１、１２の間に湾曲して
延びている特に光学的回路の間の光学的接続を形成する
ための長手方向軸線１０を有するストリップ状の集積さ
れた光導波路において、長手方向軸線１０が光導波路１
の両端１１、１２における湾曲零を有し、また長手方向
軸線１０が光導波路１の両端１１、１２の間に、それぞ
れ長手方向軸線１０の湾曲が区間１０1 、１０2 の一端
からその他端の方向へ区間１０1 、１０2 の一端におけ
る湾曲零からその他端における大きさに関して最大湾曲
へ常に単調に増大する少なくとも２つの区間１０1 、１
０2を有する。
る２つの構成要素の間の光伝送を行うストリップ状の光
導波路であって、局部的な横方向モード分布により生ず
る変換損失をわずかにすることのできる光導波路を提供
する。 【構成】 光導波路１の端部１１、１２の間に湾曲して
延びている特に光学的回路の間の光学的接続を形成する
ための長手方向軸線１０を有するストリップ状の集積さ
れた光導波路において、長手方向軸線１０が光導波路１
の両端１１、１２における湾曲零を有し、また長手方向
軸線１０が光導波路１の両端１１、１２の間に、それぞ
れ長手方向軸線１０の湾曲が区間１０1 、１０2 の一端
からその他端の方向へ区間１０1 、１０2 の一端におけ
る湾曲零からその他端における大きさに関して最大湾曲
へ常に単調に増大する少なくとも２つの区間１０1 、１
０2を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光導波路の端部の間に
湾曲して延びている特に光学的回路の間の光学的接続を
形成するための長手方向軸線を有するストリップ状の集
積された光導波路に関する。
湾曲して延びている特に光学的回路の間の光学的接続を
形成するための長手方向軸線を有するストリップ状の集
積された光導波路に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積光学における重要なデバイスの１つ
は、光学的回路の任意に相い対して配置されている２つ
の構成要素の間の光伝送を保証するストリップ状の導波
路である。この導波路は通常は直線状の導波路片および
／または均等に湾曲した導波路片から成っている。なぜ
ならばこれらの部分片内を導かれるモードが伝播可能で
あるからである。個々の導波路片は導波路接続の予め定
められた方向に応じてさまざまな形式で接続され得る。
は、光学的回路の任意に相い対して配置されている２つ
の構成要素の間の光伝送を保証するストリップ状の導波
路である。この導波路は通常は直線状の導波路片および
／または均等に湾曲した導波路片から成っている。なぜ
ならばこれらの部分片内を導かれるモードが伝播可能で
あるからである。個々の導波路片は導波路接続の予め定
められた方向に応じてさまざまな形式で接続され得る。
【０００３】その際に最も簡単な接続形式は個々の導波
路片の端部の切頭の折り曲げられたずれのない結合であ
るエベリング（Ebeling K.J.）著「集積オプトエレクト
ロニクス（Integrierte Optoelektronik) シュプリンガ
ー出版、ベルリン、１９８９年参照）。結合個所に、相
い異なる横方向の場分布および部分片の端面における位
相フロントに基づいて放射損失が生ずる。
路片の端部の切頭の折り曲げられたずれのない結合であ
るエベリング（Ebeling K.J.）著「集積オプトエレクト
ロニクス（Integrierte Optoelektronik) シュプリンガ
ー出版、ベルリン、１９８９年参照）。結合個所に、相
い異なる横方向の場分布および部分片の端面における位
相フロントに基づいて放射損失が生ずる。
【０００４】ドイツ特許第 3107112C2号明細書およびペ
ニングス（Pennings E.C.M. ）著「リッジ形光導波路内
の曲げ：モデリングおよび実験（Bends in optical rid
ge waveguides)」デルフト工科大学、オランダ、１９９
０年に、直線状の導波路片と均等に湾曲した導波路片と
の間または２つの均等に湾曲した導波路片の間の結合損
失が導波路の長手方向軸線の横方向のずれにより減ぜら
れることが示されている。しかし、このような個所にお
ける結合損失は一般に偏光に関係し、また製造許容誤差
に非常に敏感である。
ニングス（Pennings E.C.M. ）著「リッジ形光導波路内
の曲げ：モデリングおよび実験（Bends in optical rid
ge waveguides)」デルフト工科大学、オランダ、１９９
０年に、直線状の導波路片と均等に湾曲した導波路片と
の間または２つの均等に湾曲した導波路片の間の結合損
失が導波路の長手方向軸線の横方向のずれにより減ぜら
れることが示されている。しかし、このような個所にお
ける結合損失は一般に偏光に関係し、また製造許容誤差
に非常に敏感である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、光学
的回路の任意に相い対して配置されている２つの構成要
素の間の光伝送を行うストリップ状の光導波路であっ
て、局部的な横方向モード分布により生ずる変換損失を
わずかにすることのできる光導波路を提供することにあ
る。
的回路の任意に相い対して配置されている２つの構成要
素の間の光伝送を行うストリップ状の光導波路であっ
て、局部的な横方向モード分布により生ずる変換損失を
わずかにすることのできる光導波路を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は請求項１の特
徴部分により解決される。
徴部分により解決される。
【０００７】本発明による導波路の有利な実施態様は請
求項２以下にあげられている。
求項２以下にあげられている。
【０００８】
【発明の効果】本発明による導波路は下記の利点を有す
る。 ａ）導波路の端部における湾曲が零に選ばれているの
で、導波路の連結がずれなしに、従ってまた高い製造精
度で行われ得る。 ｂ）直線状のデバイスへの導波路の１つの端部の連結が
２つの直線状の導波路の間の結合個所に相当する。この
ような結合個所における結合損失がわずかなディメンジ
ョニング費用で維持できる。 ｃ）波伝播が偏光に無関係に行われる得るように、湾曲
した導波路が強い横方向の波案内を有し得る。 ｄ）湾曲した導波路に対して典型的である放射損失が強
い横方向の波案内により完全に抑制され得る。 ｅ）導波路に沿う湾曲関数の特別な選定により、局部的
な横方向のモード分布の変化により生ずる変換損失が最
小化され得る。 ｆ）導波路の湾曲した延び具合が直線状の導波路片また
は均等に湾曲した導波路片の挿入により追加的な変換損
失なしに拡張または変更され得る。
る。 ａ）導波路の端部における湾曲が零に選ばれているの
で、導波路の連結がずれなしに、従ってまた高い製造精
度で行われ得る。 ｂ）直線状のデバイスへの導波路の１つの端部の連結が
２つの直線状の導波路の間の結合個所に相当する。この
ような結合個所における結合損失がわずかなディメンジ
ョニング費用で維持できる。 ｃ）波伝播が偏光に無関係に行われる得るように、湾曲
した導波路が強い横方向の波案内を有し得る。 ｄ）湾曲した導波路に対して典型的である放射損失が強
い横方向の波案内により完全に抑制され得る。 ｅ）導波路に沿う湾曲関数の特別な選定により、局部的
な横方向のモード分布の変化により生ずる変換損失が最
小化され得る。 ｆ）導波路の湾曲した延び具合が直線状の導波路片また
は均等に湾曲した導波路片の挿入により追加的な変換損
失なしに拡張または変更され得る。
【０００９】
【実施例】以下、図面に示されている実施例により本発
明を一層詳細に説明する。
明を一層詳細に説明する。
【００１０】各図において湾曲したストリップ状の導波
路は符号１を、導波路１の両端は符号１１および１２
を、導波路１の長手方向軸線は符号１０を、また長手方
向軸線１０の区間は符号１０1 、１０2 、１０3 および
１０4 を付されている。
路は符号１を、導波路１の両端は符号１１および１２
を、導波路１の長手方向軸線は符号１０を、また長手方
向軸線１０の区間は符号１０1 、１０2 、１０3 および
１０4 を付されている。
【００１１】区間１０1 の端部は符号１１および１１1
を、区間１０2 の端部は符号１１1および１１2 を、区
間１０3 の端部は符号１１2 および１１3 を、また区間
１０4 の端部は符号１１3 および１２を付されている。
を、区間１０2 の端部は符号１１1および１１2 を、区
間１０3 の端部は符号１１2 および１１3 を、また区間
１０4 の端部は符号１１3 および１２を付されている。
【００１２】各導波路１は側面を、導波路１の屈折率ｎ
1 と導波路１を囲む媒体のこの屈折率ｎ1 にくらべて低
い屈折率ｎ2 との間の屈折率跳躍を定める光学的に屈折
する境界面１1 および１2 により境されている。さらに
各導波路１は、この導波路１がたとえば紙面に対して垂
直に測って一定の厚みと紙面に対して平行かつ長手方向
軸線１０に対して垂直に測って一定の幅を有することに
よって、長手方向軸線１０に沿って一定の横断面を有
し、その際に側面の境界面１1 および１2 はたとえば長
手方向軸線に対してほぼ平行かつ紙面に対してほぼ垂直
である。
1 と導波路１を囲む媒体のこの屈折率ｎ1 にくらべて低
い屈折率ｎ2 との間の屈折率跳躍を定める光学的に屈折
する境界面１1 および１2 により境されている。さらに
各導波路１は、この導波路１がたとえば紙面に対して垂
直に測って一定の厚みと紙面に対して平行かつ長手方向
軸線１０に対して垂直に測って一定の幅を有することに
よって、長手方向軸線１０に沿って一定の横断面を有
し、その際に側面の境界面１1 および１2 はたとえば長
手方向軸線に対してほぼ平行かつ紙面に対してほぼ垂直
である。
【００１３】図１による導波路１の長手方向軸線１０は
２つの横方向にずれた光学的デバイスの連結のために利
用され得るようにＳ字状の曲がりを有し、またたとえば
４つの直接的に相い続く区間１０1 ないし１０4 に分割
されている。導波路１の一方の端部１１と合致する一方
の端部および他方の端部を有する第１の区間１０1 のな
かで湾曲は導波路１の一方の端部１１からこの区間１０
1 の他方の端部１１1の方向へ湾曲零から連続的に単調
にたとえば正の最大湾曲Ｋmax へ増大する。逆に言え
ば、湾曲は端部１１1 における最大湾曲Ｋmax から連続
的に単調にこの区間１０1 の他端１１における湾曲零へ
減少する。両方の言い方はこれらのまたはすべての他の
区間に対して等価である。
２つの横方向にずれた光学的デバイスの連結のために利
用され得るようにＳ字状の曲がりを有し、またたとえば
４つの直接的に相い続く区間１０1 ないし１０4 に分割
されている。導波路１の一方の端部１１と合致する一方
の端部および他方の端部を有する第１の区間１０1 のな
かで湾曲は導波路１の一方の端部１１からこの区間１０
1 の他方の端部１１1の方向へ湾曲零から連続的に単調
にたとえば正の最大湾曲Ｋmax へ増大する。逆に言え
ば、湾曲は端部１１1 における最大湾曲Ｋmax から連続
的に単調にこの区間１０1 の他端１１における湾曲零へ
減少する。両方の言い方はこれらのまたはすべての他の
区間に対して等価である。
【００１４】区間１０1 の他端１１1 と合致する一方の
端部１１1 および他方の端部１１2を有し、区間１０1
の右に境を接する区間１０2 においては、湾曲はこの区
間１０2 の他方の端部１１2 における湾曲零から一方の
端部１１1 の方向へ連続的に単調にこの一方の端部１１
1 における正の最大湾曲Ｋmax へ増大し、またはこの一
方の端部１１1 における正の最大湾曲Ｋmax からこの区
間１０2 の他方の端部１１2 の方向に連続的に単調にこ
の他方の端部１１2 における湾曲零に減少する。
端部１１1 および他方の端部１１2を有し、区間１０1
の右に境を接する区間１０2 においては、湾曲はこの区
間１０2 の他方の端部１１2 における湾曲零から一方の
端部１１1 の方向へ連続的に単調にこの一方の端部１１
1 における正の最大湾曲Ｋmax へ増大し、またはこの一
方の端部１１1 における正の最大湾曲Ｋmax からこの区
間１０2 の他方の端部１１2 の方向に連続的に単調にこ
の他方の端部１１2 における湾曲零に減少する。
【００１５】同様に、区間１０1 の他端１１2 と合致す
る一方の端部および他方の端部１１3 を有し、区間１０
2 の右に境を接する区間１０3 においては、湾曲はこの
区間１０3 の一方の端部１１2 における湾曲零からこの
区間１０3 の他方の端部１１3 の方向へこの他方の端部
１１3 における負の最小湾曲−Ｋmax へ減少し、または
この端部１１3 における大きさに関する最大湾曲｜Ｋma
x ｜へ増大する。
る一方の端部および他方の端部１１3 を有し、区間１０
2 の右に境を接する区間１０3 においては、湾曲はこの
区間１０3 の一方の端部１１2 における湾曲零からこの
区間１０3 の他方の端部１１3 の方向へこの他方の端部
１１3 における負の最小湾曲−Ｋmax へ減少し、または
この端部１１3 における大きさに関する最大湾曲｜Ｋma
x ｜へ増大する。
【００１６】最後に、区間１０3 の他端１１3 と合致す
る一方の端部および導波路１の他方の端部１１3 と合致
する一方の端部を有し、区間１０3 の右に境を接する区
間１０4 においては、湾曲は一方の端部１１3 における
負の最大湾曲−Ｋmax からこの区間１０3 の他方の端部
１２の方向へ連続的に単調にこの他方の端部１２におけ
る湾曲零へ増大し、または一方の端部１１3 における大
きさに関する最大湾曲｜Ｋmax ｜から他方の端部１２の
方向へこの他方の端部１２における湾曲零へ減少する。
別の言い方をすれば、湾曲はこの区間１０4 の端部１２
における湾曲零からこの区間１０4 の他端１１3 の方向
に連続的に単調に他端１１3 における大きさに関する最
大湾曲｜Ｋmax ｜へ増大し、またはこの端部１１3 にお
ける最小の負の湾曲−Ｋmax へ減少する。前記のよう
に、すべてのこれらの言い方は等価である。
る一方の端部および導波路１の他方の端部１１3 と合致
する一方の端部を有し、区間１０3 の右に境を接する区
間１０4 においては、湾曲は一方の端部１１3 における
負の最大湾曲−Ｋmax からこの区間１０3 の他方の端部
１２の方向へ連続的に単調にこの他方の端部１２におけ
る湾曲零へ増大し、または一方の端部１１3 における大
きさに関する最大湾曲｜Ｋmax ｜から他方の端部１２の
方向へこの他方の端部１２における湾曲零へ減少する。
別の言い方をすれば、湾曲はこの区間１０4 の端部１２
における湾曲零からこの区間１０4 の他端１１3 の方向
に連続的に単調に他端１１3 における大きさに関する最
大湾曲｜Ｋmax ｜へ増大し、またはこの端部１１3 にお
ける最小の負の湾曲−Ｋmax へ減少する。前記のよう
に、すべてのこれらの言い方は等価である。
【００１７】たとえば導波路１の一方の端部１１から測
った長手方向軸線１０の弧の長さｓに関係する湾曲の仕
方は好ましくはこの弧の長さｓの非線形関数Ｋ（ｓ）、
好ましくは少なくとも近似的に関数 Ｋ（ｓ）＝Ｃ1 ・ｓｉｎｈ（Ｃ2 ・ｓ） である。ここでＣ1 およびＣ2 はそれぞれ光導波路ジオ
メトリにより決定されている予め定め得る定数である。
った長手方向軸線１０の弧の長さｓに関係する湾曲の仕
方は好ましくはこの弧の長さｓの非線形関数Ｋ（ｓ）、
好ましくは少なくとも近似的に関数 Ｋ（ｓ）＝Ｃ1 ・ｓｉｎｈ（Ｃ2 ・ｓ） である。ここでＣ1 およびＣ2 はそれぞれ光導波路ジオ
メトリにより決定されている予め定め得る定数である。
【００１８】図１中には下部に弧の長さｓの関数Ｋ
（ｓ）としての湾曲の仕方が曲線で示されており、その
際にたとえば導波路１の一方の端部１１には弧の長さｓ
＝０が、また他方の端部１２にはこれらの端部１１と１
２との間の湾曲した長手方向軸線１０の弧に関する全長
Ｌが対応付けられている。
（ｓ）としての湾曲の仕方が曲線で示されており、その
際にたとえば導波路１の一方の端部１１には弧の長さｓ
＝０が、また他方の端部１２にはこれらの端部１１と１
２との間の湾曲した長手方向軸線１０の弧に関する全長
Ｌが対応付けられている。
【００１９】たとえば区間１０1 、１０2 、１０3 およ
び１０4 のそれらの端部１１と１１1 との間、１１と１
１2 との間、１１2 と１１3 との間または１１3 と１２
との間の弧の長さは、これらの区間１０1 ないし１０4
の各々が弧の長さＬ／４を有するように等しく選定され
ている。このことは好ましいが、不可欠ではない。
び１０4 のそれらの端部１１と１１1 との間、１１と１
１2 との間、１１2 と１１3 との間または１１3 と１２
との間の弧の長さは、これらの区間１０1 ないし１０4
の各々が弧の長さＬ／４を有するように等しく選定され
ている。このことは好ましいが、不可欠ではない。
【００２０】図１の上部には、関数Ｋ（ｓ）に相応して
湾曲した長手方向軸線１０の実際のＳ字状の位置的分
布、従ってまた導波路１の端部１１および１２での長手
方向軸線１０の接線に平行な横座標上にとられた位置座
標ｘの関数ｆ（ｘ）としての湾曲した導波路１自体の位
置的分布が示されている。横座標に平行に測られた導波
路１の端部１１と１２との間の間隔は符号ｘ0 を、また
横座標に平行にかつ縦座標に垂直に測られたこれらの端
部１１と１２との間の間隔は符号Ｖを付されている。
湾曲した長手方向軸線１０の実際のＳ字状の位置的分
布、従ってまた導波路１の端部１１および１２での長手
方向軸線１０の接線に平行な横座標上にとられた位置座
標ｘの関数ｆ（ｘ）としての湾曲した導波路１自体の位
置的分布が示されている。横座標に平行に測られた導波
路１の端部１１と１２との間の間隔は符号ｘ0 を、また
横座標に平行にかつ縦座標に垂直に測られたこれらの端
部１１と１２との間の間隔は符号Ｖを付されている。
【００２１】図１による導波路ではリブの４μｍの幅、
３×１０-2の有効屈折率跳躍および波長λ＝１．５５μ
ｍの際に、ｘ0 ＝２ｍｍおよびＶ＝６８０μｍを有する
導波路１に対する計算される変換損失は０．０３ｄＢで
ある。
３×１０-2の有効屈折率跳躍および波長λ＝１．５５μ
ｍの際に、ｘ0 ＝２ｍｍおよびＶ＝６８０μｍを有する
導波路１に対する計算される変換損失は０．０３ｄＢで
ある。
【００２２】図２には、区間１０1 および１０2 を有す
る図１による導波路１の左半部に相当する湾曲した長手
方向軸線１０を有する導波路１の一例が示されている。
図２中ではこれらの区間１０1 および１０2 は等しい長
さＬ／２、すなわち導波路１の端部１１と１２との間の
長手方向軸線１０の弧の長さに関する全長Ｌの半分の長
さを有する。また図２の曲線に示されている関数Ｋ
（ｓ）は図１中の関数Ｋ（ｓ）の左半部に相当する。従
って、図２によるこの導波路１においても長手方向軸線
１０は端部１１および１２において湾曲零を有する。図
１による長手方向軸線１０と相違して図２による長手方
向軸線１０は導波路１の他端１２において位置座標ｘの
横座標に対してある角度をなす接線を有する。図２によ
る導波路１により、角度αだけ互いに曲げられた２つの
デバイスが光学的に互いに結合され得る。
る図１による導波路１の左半部に相当する湾曲した長手
方向軸線１０を有する導波路１の一例が示されている。
図２中ではこれらの区間１０1 および１０2 は等しい長
さＬ／２、すなわち導波路１の端部１１と１２との間の
長手方向軸線１０の弧の長さに関する全長Ｌの半分の長
さを有する。また図２の曲線に示されている関数Ｋ
（ｓ）は図１中の関数Ｋ（ｓ）の左半部に相当する。従
って、図２によるこの導波路１においても長手方向軸線
１０は端部１１および１２において湾曲零を有する。図
１による長手方向軸線１０と相違して図２による長手方
向軸線１０は導波路１の他端１２において位置座標ｘの
横座標に対してある角度をなす接線を有する。図２によ
る導波路１により、角度αだけ互いに曲げられた２つの
デバイスが光学的に互いに結合され得る。
【００２３】図３による例は、長手方向軸線１０の両区
間１０1 および１０2 が直接に隣接しておらず、長手方
向軸線１０がこれらの両区間１０1 および１０2 の間に
挿入されており一定の正の最大湾曲Ｋmax と弧角度φk
に相当する弧の長さＬ2 −Ｌ1 とを有する中間区間１３
を有する点でのみ図２による例と相違している。弧の長
さＬ1 およびＬ−Ｌ2 の両区間１０1 および１０2 は直
接に中間区間１３に境を接している。Ｌは同様に導波路
１の端部１１と１２との間の長手方向軸線１０の弧の長
さに関する全長を意味する。
間１０1 および１０2 が直接に隣接しておらず、長手方
向軸線１０がこれらの両区間１０1 および１０2 の間に
挿入されており一定の正の最大湾曲Ｋmax と弧角度φk
に相当する弧の長さＬ2 −Ｌ1 とを有する中間区間１３
を有する点でのみ図２による例と相違している。弧の長
さＬ1 およびＬ−Ｌ2 の両区間１０1 および１０2 は直
接に中間区間１３に境を接している。Ｌは同様に導波路
１の端部１１と１２との間の長手方向軸線１０の弧の長
さに関する全長を意味する。
【００２４】長手方向軸線１０の中間区間１３を有する
導波路片の挿入は、 １）中間区間に沿う導波路横断面が不変にとどまり、 ２）このような導波路片の挿入が長手方向軸線１０に関
して横方向のずれなしに行われ、また ３）長手方向軸線１０に沿う弧の長さｓの関数としての
湾曲Ｋ（ｓ）が連続関数である場合には、追加的な変換
損失を惹起しない。
導波路片の挿入は、 １）中間区間に沿う導波路横断面が不変にとどまり、 ２）このような導波路片の挿入が長手方向軸線１０に関
して横方向のずれなしに行われ、また ３）長手方向軸線１０に沿う弧の長さｓの関数としての
湾曲Ｋ（ｓ）が連続関数である場合には、追加的な変換
損失を惹起しない。
【００２５】本発明による導波路の機能の一層良好な理
解のために以下に説明する。
解のために以下に説明する。
【００２６】導波路１の横方向のジオメトリは、導波路
が区間１０1 、１０2 、１０3 または１０4 内で２つの
モードを導くように行われる。これらの区間１０1 、１
０2、１０3 または１０4 の各々の一端１１1 、１１3
における大きさに関する最大湾曲｜Ｋmax ｜はその際
に、両モードおよび偏光方向に対する放射減衰が無視可
能に小さいように選定すべきである。
が区間１０1 、１０2 、１０3 または１０4 内で２つの
モードを導くように行われる。これらの区間１０1 、１
０2、１０3 または１０4 の各々の一端１１1 、１１3
における大きさに関する最大湾曲｜Ｋmax ｜はその際
に、両モードおよび偏光方向に対する放射減衰が無視可
能に小さいように選定すべきである。
【００２７】長手方向軸線１０の弧の長さｓの関数とし
ての湾曲Ｋ（ｓ）は、長手方向軸線１０に沿う導波路１
の２つのモードの間の通常は弧の長さｓに関係する結合
係数κ（ｓ）が一定であるという条件により決定される
シュポルレーダー（Sporleder F.）、ウンガー（Unger
H.-G.)著「導波路テーバおよび移行およびカップラ」Ｉ
ＥＥ電磁波シリーズ６（Peter Peregrinus LTD、１９７
９）参照）。
ての湾曲Ｋ（ｓ）は、長手方向軸線１０に沿う導波路１
の２つのモードの間の通常は弧の長さｓに関係する結合
係数κ（ｓ）が一定であるという条件により決定される
シュポルレーダー（Sporleder F.）、ウンガー（Unger
H.-G.)著「導波路テーバおよび移行およびカップラ」Ｉ
ＥＥ電磁波シリーズ６（Peter Peregrinus LTD、１９７
９）参照）。
【００２８】κ（ｓ）＝一定に結合定数を決定すること
により光パワーの一定成分ｐ＝κ2／（κ2 ＋Δβ2 ）
は導波路１の２つの局部的モードの間で揺動する（上述
のシュポルレーダー他著の文献参照）。その際にΔβ
は、導波路１の一定の幅に対して弧の長さｓの関数とし
ての湾曲Ｋ（ｓ）に近似的に無関係であるモードの位相
定数の差を記述する。Ｌ2 ＝π2 ／（κ2 ＋Δβ2 ）に
より計算される導波路１の端部１１と１２との間の長手
方向軸線１０の全長Ｌの整数倍の後に、すべての案内さ
れるパワーは、これが導波路の端部１１と１２との間で
励起された場合には、再び基本モード内に位置する。
により光パワーの一定成分ｐ＝κ2／（κ2 ＋Δβ2 ）
は導波路１の２つの局部的モードの間で揺動する（上述
のシュポルレーダー他著の文献参照）。その際にΔβ
は、導波路１の一定の幅に対して弧の長さｓの関数とし
ての湾曲Ｋ（ｓ）に近似的に無関係であるモードの位相
定数の差を記述する。Ｌ2 ＝π2 ／（κ2 ＋Δβ2 ）に
より計算される導波路１の端部１１と１２との間の長手
方向軸線１０の全長Ｌの整数倍の後に、すべての案内さ
れるパワーは、これが導波路の端部１１と１２との間で
励起された場合には、再び基本モード内に位置する。
【００２９】湾曲した導波路１の構成のために端部１１
と１２との間の長手方向軸線１０の特定の全長が守られ
なければならないことは回避されるべきであり、従って
κ（ｓ）＝一定における結合定数を小さくすることによ
りバワー成分ｐが、導波路が任意の長さに切断され得る
ように小さく選ばれ得る。この場合、最大で光パワーの
偏光された成分ｐが失われる。ｐ<<１に対しては導波路
１は断熱的なカップラに移行する（上述のシュポルレー
ダー他著の文献参照）。
と１２との間の長手方向軸線１０の特定の全長が守られ
なければならないことは回避されるべきであり、従って
κ（ｓ）＝一定における結合定数を小さくすることによ
りバワー成分ｐが、導波路が任意の長さに切断され得る
ように小さく選ばれ得る。この場合、最大で光パワーの
偏光された成分ｐが失われる。ｐ<<１に対しては導波路
１は断熱的なカップラに移行する（上述のシュポルレー
ダー他著の文献参照）。
【００３０】弧の長さｓの関数としての湾曲Ｋ（ｓ）の
一般的な経過はκ（ｓ）＝一定により決定されており、
また導波路１の両端１１および１２において湾曲が零で
あるという仮定のもとに計算され得る。弧の長さｓの関
数としての湾曲Ｋ（ｓ）の経過から導波路１の長手方向
軸線１０の位置的分布が決定され得る。
一般的な経過はκ（ｓ）＝一定により決定されており、
また導波路１の両端１１および１２において湾曲が零で
あるという仮定のもとに計算され得る。弧の長さｓの関
数としての湾曲Ｋ（ｓ）の経過から導波路１の長手方向
軸線１０の位置的分布が決定され得る。
【００３１】本発明による導波路は集積された光学計に
おいて重要なすべての材料システムにおいて実現され得
る。
おいて重要なすべての材料システムにおいて実現され得
る。
【図１】本発明による導波路の１つの実施例の平面図
を、それに対応付けられており紙面に平行に延びている
湾曲した長手方向軸線の弧の長さｓの湾曲Ｋ（ｓ）の関
数を示すダイアグラムと共に示す図。
を、それに対応付けられており紙面に平行に延びている
湾曲した長手方向軸線の弧の長さｓの湾曲Ｋ（ｓ）の関
数を示すダイアグラムと共に示す図。
【図２】本発明による導波路の別の実施例の平面図を、
それに対応付けられており紙面に平行に延びている湾曲
した長手方向軸線の弧の長さｓの湾曲Ｋ（ｓ）の関数を
示すダイアグラムと共に示す図。
それに対応付けられており紙面に平行に延びている湾曲
した長手方向軸線の弧の長さｓの湾曲Ｋ（ｓ）の関数を
示すダイアグラムと共に示す図。
【図３】本発明による導波路の別の実施例の平面図を、
それに対応付けられており紙面に平行に延びている湾曲
した長手方向軸線の弧の長さｓの湾曲Ｋ（ｓ）の関数を
示すダイアグラムと共に示す図。
それに対応付けられており紙面に平行に延びている湾曲
した長手方向軸線の弧の長さｓの湾曲Ｋ（ｓ）の関数を
示すダイアグラムと共に示す図。
１ 導波路 １０ 長手方向軸線 １０1 〜１０4 長手方向軸線の区間 １１1 〜１０3 区間の端部 １１、１２ 導波路の端部 １３ 中間区間 Ｋ 湾曲 ｓ 弧の長さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロタール シユトル ドイツ連邦共和国 81369 ミユンヘン フレツサーガツセ 11アー
Claims (10)
- 【請求項１】 光導波路（１）の端部（１１、１２）の
間に湾曲して延びている特に光学的回路の間の光学的接
続を形成するための長手方向軸線（１０）を有するスト
リップ状の集積された光導波路において、 −長手方向軸線（１０）が光導波路（１）の両端（１
１、１２）における湾曲零を有し、また −長手方向軸線（１０）が光導波路（１）の両端（１
１、１２）の間に、それぞれ長手方向軸線（１０）の湾
曲が区間（１０1 、１０2 、１０3 、１０4 ）の一端
（１１、１１2 、１２；１１、１２）からその他端（１
１1 、１１3 ；１１1；１１1 、１１2 ）の方向へ区間
（１０1 、１０2 、１０3 、１０4 ）の一端（１０1 、
１０2 、１０3 、１０4 ）における湾曲零からその他端
（１１1 、１１3 ；１１1 ；１１1 、１１2 ）における
大きさに関して最大湾曲へ常に単調に増大する少なくと
も２つの区間（１０1 、１０2 、１０3 、１０4 ）を有
することを特徴とするストリップ状の集積された光導波
路。 - 【請求項２】 長手方向軸線（１０）の区間（１０1 、
１０2 、１０3 、１０4 ）内で長手方向軸線（１０）の
湾曲が、通常ならば弧の長さ（ｓ）に関係する結合係数
（κ（ｓ））が導波路（１）内を導かれる２つのモード
に対してこの区間（１０1 、１０2 、１０3 、１０4 ）
において少なくとも近似的に一定であるという条件によ
り決定されている長手方向軸線（１０）の弧の長さ
（ｓ）の関数（Ｋ（ｓ））であることを特徴とする請求
項１記載の導波路。 - 【請求項３】 区間（１０1 、１０2 、１０3 、１
０4 ）内で湾曲が弧の長さ（ｓ）に関係する非線形に関
係することを特徴とする請求項２記載の導波路。 - 【請求項４】 湾曲（Ｋ（ｓ））が少なくとも近似的に
関数 Ｋ（ｓ）＝Ｃ1 ・ｓｉｎｈ（Ｃ2 ・ｓ） ここでＣ1 およびＣ2 はそれぞれ予め定め得る定数に従
って弧の長さ（ｓ）に関係することを特徴とする請求項
２記載の導波路。 - 【請求項５】 導波路（１）の横断面が長手方向軸線
（１０）に沿って一定であることを特徴とする請求項１
ないし４の１つに記載の導波路。 - 【請求項６】 それぞれ導波路（１）の屈折率（ｎ1 ）
と導波路を囲む媒体の屈折率（ｎ2 ）との間の屈折率跳
躍を定める光学的に屈折する境界面（１1 、１2 ）が導
波路（１）の側面を境することを特徴とする請求項１な
いし５の１つに記載の導波路。 - 【請求項７】 少なくとも２つの境を接する区間（１０
1 、１０2 、１０3、１０4 ）内でそれぞれ長手方向軸
線（１０）の湾曲（Ｋ）がこの区間（１０1、１０2 、
１０3 、１０4 ）の一端（１１、１１2 、１２）からこ
の区間（１０1 、１０2 、１０3 、１０4 ）の他端（１
１1 、１１3 ）の方向へ一端（１１1、１１2 、１２）
における湾曲零からこの区間（１０1 、１０2 、１
０3 、１０4 ）の他端（１１1 、１１3 ）における大き
さに関して最大湾曲（Ｋmax ）へ常に単調に増大するこ
とを特徴とする請求項１ないし６の１つに記載の導波
路。 - 【請求項８】 少なくとも２つの境を接する区間（１０
1 、１０2 、１０3、１０4 ）がそれらの境を接する端
（１１1 、１１3 ）において大きさに関しても符号に関
しても等しい長手方向軸線（１０）の湾曲（Ｋmax ）を
有することを特徴とする請求項７記載の導波路。 - 【請求項９】 ２つまたはそれ以上の区間（１０1 、１
０2 、１０3 、１０4 ）がそれらの端（１１、１１1 ；
１１1 、１１2 ；１１2 、１１3 ；１１3 、１２）の間
で等しい弧の長さ（Ｌ／４）を有することを特徴とする
請求項７または８記載の導波路。 - 【請求項１０】 ２つの区間（１０1 、１０2 ）の間に
長手方向軸線（１０）の一定の湾曲（Ｋ0 ）を有する中
間区間（１３）が設けられており、この中間区間がこれ
らの両区間（１０1 、１０2 ）の間を境することを特徴
とする請求項７ないし９の１つに記載の導波路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4332450.9 | 1993-09-23 | ||
| DE4332450 | 1993-09-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07159635A true JPH07159635A (ja) | 1995-06-23 |
Family
ID=6498460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25308694A Withdrawn JPH07159635A (ja) | 1993-09-23 | 1994-09-21 | ストリップ状の集積された光導波路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0645649A3 (ja) |
| JP (1) | JPH07159635A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005071454A1 (ja) * | 2004-01-26 | 2005-08-04 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | 曲線光導波路及び光学装置 |
| US7444050B2 (en) | 2004-04-19 | 2008-10-28 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | S-shaped curved optical waveguide and optical device |
| JP2015532470A (ja) * | 2012-10-18 | 2015-11-09 | テクノロギアン トゥトキムスケスクス ヴェーテーテー オイ | 曲がり光導波管 |
| JP2017116862A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 株式会社豊田中央研究所 | 光導波路 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0831344B1 (de) * | 1996-09-20 | 2003-02-26 | Infineon Technologies AG | Anordnung aus zwei auf der Oberfläche eines Substrates integrierten optischen Wellenleitern |
| EP1464997A1 (en) * | 2003-04-04 | 2004-10-06 | ThreeFive Photonics B.V. | Integrated optical device comprising a bend waveguide |
| US10838146B2 (en) * | 2016-06-03 | 2020-11-17 | Rockley Photonics Limited | Single mode waveguide with an adiabatic bend |
| GB2572641B (en) | 2018-04-06 | 2021-06-02 | Rockley Photonics Ltd | Optoelectronic device and array thereof |
| WO2022184869A1 (en) | 2021-03-05 | 2022-09-09 | Rockley Photonics Limited | Higher order mode filter |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4810049A (en) * | 1987-04-02 | 1989-03-07 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Reducing bend and coupling losses in integrated optical waveguides |
-
1994
- 1994-09-01 EP EP94113717A patent/EP0645649A3/de not_active Withdrawn
- 1994-09-21 JP JP25308694A patent/JPH07159635A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005071454A1 (ja) * | 2004-01-26 | 2005-08-04 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | 曲線光導波路及び光学装置 |
| US7496254B2 (en) | 2004-01-26 | 2009-02-24 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Curved optical waveguide and optical device |
| US7444050B2 (en) | 2004-04-19 | 2008-10-28 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | S-shaped curved optical waveguide and optical device |
| JP2015532470A (ja) * | 2012-10-18 | 2015-11-09 | テクノロギアン トゥトキムスケスクス ヴェーテーテー オイ | 曲がり光導波管 |
| US9778417B2 (en) | 2012-10-18 | 2017-10-03 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy | Bent optical waveguide |
| JP2017116862A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 株式会社豊田中央研究所 | 光導波路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0645649A2 (de) | 1995-03-29 |
| EP0645649A3 (de) | 1995-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5818989A (en) | Branching/crossed optical waveguide circuit | |
| EP1530736B1 (en) | Improved optical splitter with taperd multimode interference waveguide | |
| US6028973A (en) | Arrangement of two integrated optical waveguides on the surface of a substrate | |
| CN109564326B (zh) | 具有绝热弯曲部的单模波导 | |
| US20050036737A1 (en) | Waveguide lens with multimode interference | |
| EP1002247B1 (en) | Curved waveguide element for connecting singlemode optical waveguides | |
| JPH07159635A (ja) | ストリップ状の集積された光導波路 | |
| JP3294105B2 (ja) | シリカ光回路スイッチ及び方法 | |
| JP2002228863A (ja) | 光結合構造 | |
| US6269211B1 (en) | Optical plane waveguide | |
| JP3795821B2 (ja) | 光分岐器 | |
| JPH11167032A (ja) | 曲がり光導波路回路 | |
| JPH05173030A (ja) | 光導波路の曲がり構造 | |
| JP3941003B2 (ja) | 小型の光学スプリッタ／コンバイナ及びその製造方法 | |
| JPH1164654A (ja) | 光導波路 | |
| JP2008026374A (ja) | 光導波路、光デバイスおよび光導波路の製造方法 | |
| US6175670B1 (en) | Planar lightguide circuit having a planar grating | |
| JPH0634839A (ja) | 相互接続可能な多端子スターカプラ | |
| JP3036613B2 (ja) | マトリクス光導波路スイッチ | |
| US6788854B2 (en) | Optical coupler and AWG having the same | |
| US7532793B2 (en) | Segmented waveguide coupler | |
| JP6260631B2 (ja) | 光導波路デバイス | |
| KR100383586B1 (ko) | 옵셋을 이용한 와이-분기형 광도파로 | |
| JP2005250270A (ja) | スターカプラおよび光集積回路 | |
| JP2007094440A (ja) | 光導波路、光デバイスおよび光導波路の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |