JPH07261041A - 導波路交差型光分岐素子及び光集積回路 - Google Patents
導波路交差型光分岐素子及び光集積回路Info
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- JPH07261041A JPH07261041A JP4686594A JP4686594A JPH07261041A JP H07261041 A JPH07261041 A JP H07261041A JP 4686594 A JP4686594 A JP 4686594A JP 4686594 A JP4686594 A JP 4686594A JP H07261041 A JPH07261041 A JP H07261041A
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- waveguide
- light
- crossing
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- optical branching
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Abstract
(57)【要約】
【目的】通信光から１／１００以下の微小光を通信光の
挿入損失０．３５dB以下で分岐すること。 【構成】素子中央で２本の直線導波路５、６が交差角度
θで交差しており、直線導波路５、６のそれぞれの両端
には曲線導波路を介して入射ポート１、２あるいは出射
ポート３、４へと導かれている。この導波路交差型光分
岐素子は、ＳｉＯ2 基板上にＥＢ蒸着によりＳｉＯ2 −
ＴｉＯ2 を蒸着してこれをコア膜とし、フォトリソグラ
フィ、反応性イオンエッチングにより２本の直線導波路
５、６を有する導波路パターンを形成し、その上に火炎
堆積法によりクラッド８（ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ5 −Ｐ2 Ｏ
3 ）を形成することにより作製した。ＤＳファイバとの
接続損失を小さくするために、ＳｉＯ2 基板とクラッド
８の屈折率は１．４５８、コアの屈折率を１．４６５
３、コアを幅６mm、高さ６mmの正方形とした。交差部７
は、図１(b) に示すように、直線導波路５、６によって
挟まれた部分の幅３μm 以下の領域を残留コア２８，２
９，３０，３１としている。
挿入損失０．３５dB以下で分岐すること。 【構成】素子中央で２本の直線導波路５、６が交差角度
θで交差しており、直線導波路５、６のそれぞれの両端
には曲線導波路を介して入射ポート１、２あるいは出射
ポート３、４へと導かれている。この導波路交差型光分
岐素子は、ＳｉＯ2 基板上にＥＢ蒸着によりＳｉＯ2 −
ＴｉＯ2 を蒸着してこれをコア膜とし、フォトリソグラ
フィ、反応性イオンエッチングにより２本の直線導波路
５、６を有する導波路パターンを形成し、その上に火炎
堆積法によりクラッド８（ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ5 −Ｐ2 Ｏ
3 ）を形成することにより作製した。ＤＳファイバとの
接続損失を小さくするために、ＳｉＯ2 基板とクラッド
８の屈折率は１．４５８、コアの屈折率を１．４６５
３、コアを幅６mm、高さ６mmの正方形とした。交差部７
は、図１(b) に示すように、直線導波路５、６によって
挟まれた部分の幅３μm 以下の領域を残留コア２８，２
９，３０，３１としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は導波路交差型光分岐素
子、特に１／１００以下の微小光を分岐する導波路交差
型光分岐素子に関するものである。
子、特に１／１００以下の微小光を分岐する導波路交差
型光分岐素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】２入力２出力の導波路型の光分岐素子と
しては、方向性結合器、Mach-Zehnder型、そして導波路
交差型光分岐素子が知られている。しかし、分岐比が
１：１００以上、即ち１／１００以下の微小光を分岐す
ることが可能な光分岐素子構造はこれまで提案されてい
ない。例外的に、本発明者らは、非対称テーパー結合部
を利用した方向性結合器（荒井他、信学全大秋会Ｃ-24
3、1992”非対称テーパー結合部による波長広帯域
化”）を提案しているが、この方向性結合器はプロセス
偏差の影響を受けやすく、製作歩留まりが悪いという問
題がある。
しては、方向性結合器、Mach-Zehnder型、そして導波路
交差型光分岐素子が知られている。しかし、分岐比が
１：１００以上、即ち１／１００以下の微小光を分岐す
ることが可能な光分岐素子構造はこれまで提案されてい
ない。例外的に、本発明者らは、非対称テーパー結合部
を利用した方向性結合器（荒井他、信学全大秋会Ｃ-24
3、1992”非対称テーパー結合部による波長広帯域
化”）を提案しているが、この方向性結合器はプロセス
偏差の影響を受けやすく、製作歩留まりが悪いという問
題がある。
【０００３】図３は０．４５：０．５５の分岐を目的と
した従来の導波路交差型光分岐素子（特開平5-224051号
公報）を示す図であり、図３(a) は平面図、図３(b) は
図３(a) の交差部の拡大図である。この光分岐素子は２
つの入力端１６、１７を有しており、1 つの入力端１６
に入った光信号Ｐinを２つの出力Ｐｔ、Ｐｃに、これら
の２つの出力における信号パワーを予め定められた比Ｐ
ｔ：Ｐｃとして、伝送するようになされており、使用波
長において単一モードでありかつ交差部で半角αを画成
する２つの同一直線導波路２０、２１の対称Ｘジャンク
ションを具備したインテグレイテッド・オプティク・ア
クロマティク・スプリッターであり、このスプリッター
の軸線に対して直交関係にある２つの平坦な外側領域２
３、２４が前記導波路の交差部の境界を部分的に画定し
ており、これらの外側領域２３、２４は前記交差部を２
つの頂点領域を遮断しており、前記半角αは前記導波路
の基本モードの寸法の関数である角度値より大きく（あ
るいは０．７２°より大きく）前記半角は前記予め定め
られたパワー比を確定するように選定されている。図３
(c) は前記半角αが０．４５／０．５５のパワー比を確
保するような態様で選択された場合にスプリッターの出
力で伝送される光パワーの波長の関数としての変化を示
すグラフである。
した従来の導波路交差型光分岐素子（特開平5-224051号
公報）を示す図であり、図３(a) は平面図、図３(b) は
図３(a) の交差部の拡大図である。この光分岐素子は２
つの入力端１６、１７を有しており、1 つの入力端１６
に入った光信号Ｐinを２つの出力Ｐｔ、Ｐｃに、これら
の２つの出力における信号パワーを予め定められた比Ｐ
ｔ：Ｐｃとして、伝送するようになされており、使用波
長において単一モードでありかつ交差部で半角αを画成
する２つの同一直線導波路２０、２１の対称Ｘジャンク
ションを具備したインテグレイテッド・オプティク・ア
クロマティク・スプリッターであり、このスプリッター
の軸線に対して直交関係にある２つの平坦な外側領域２
３、２４が前記導波路の交差部の境界を部分的に画定し
ており、これらの外側領域２３、２４は前記交差部を２
つの頂点領域を遮断しており、前記半角αは前記導波路
の基本モードの寸法の関数である角度値より大きく（あ
るいは０．７２°より大きく）前記半角は前記予め定め
られたパワー比を確定するように選定されている。図３
(c) は前記半角αが０．４５／０．５５のパワー比を確
保するような態様で選択された場合にスプリッターの出
力で伝送される光パワーの波長の関数としての変化を示
すグラフである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開平5-
224051号公報中に、「４°以上では、光ビームの実質的
な分割はもはや観察されず、光はすべてスプリッターの
１つの入力に入り」と述べられているように、従来は交
差角を大きくした場合におこる微小光分岐を利用すると
いうことは考慮されていなかった。
224051号公報中に、「４°以上では、光ビームの実質的
な分割はもはや観察されず、光はすべてスプリッターの
１つの入力に入り」と述べられているように、従来は交
差角を大きくした場合におこる微小光分岐を利用すると
いうことは考慮されていなかった。
【０００５】微小光を分岐する光分岐素子は主に通信光
のモニタのために用いられる。そのため通信光に与える
影響は極力抑さえる必要があり、光分岐素子の挿入損失
は小さくなければならない。特にパッシブ部品の場合に
は０．３５dB以上の損失は無視できない値となる。しか
し、従来技術ではモニタ用として十分低損失な光分岐素
子の具体的作製条件が突き止められていない。
のモニタのために用いられる。そのため通信光に与える
影響は極力抑さえる必要があり、光分岐素子の挿入損失
は小さくなければならない。特にパッシブ部品の場合に
は０．３５dB以上の損失は無視できない値となる。しか
し、従来技術ではモニタ用として十分低損失な光分岐素
子の具体的作製条件が突き止められていない。
【０００６】本発明の目的は、前記した従来技術の欠点
を解消し、光通信において有用であるモニタ用として通
信光からその１／１００以下の微小光を、通信光の挿入
損失０．３５dB以下で分岐することが可能な導波路交差
型光分岐素子を提供することにある。
を解消し、光通信において有用であるモニタ用として通
信光からその１／１００以下の微小光を、通信光の挿入
損失０．３５dB以下で分岐することが可能な導波路交差
型光分岐素子を提供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、導波路交差型光分岐
素子をフォトリソグラフィ、反応性イオンエッチングを
用いて作製する際に交差部に残る残留コアの幅のばらつ
きを抑さえて、所望の分岐比の導波路交差型光分岐素子
を歩留まり良く製造することができる導波路交差型光分
岐素子を提供することにある。
素子をフォトリソグラフィ、反応性イオンエッチングを
用いて作製する際に交差部に残る残留コアの幅のばらつ
きを抑さえて、所望の分岐比の導波路交差型光分岐素子
を歩留まり良く製造することができる導波路交差型光分
岐素子を提供することにある。
【０００８】本発明の更に他の目的は、通信光からその
１／１００以下の微小光をモニタ用に利用することがで
きる機能を持った光集積回路を提供することにある。
１／１００以下の微小光をモニタ用に利用することがで
きる機能を持った光集積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】上記目的を達成するた
め、本発明の導波路交差型光分岐素子は、導波路交差型
光分岐素子の交差部の交差角度θを１０°以上２０°以
下としたことを特徴としている。
め、本発明の導波路交差型光分岐素子は、導波路交差型
光分岐素子の交差部の交差角度θを１０°以上２０°以
下としたことを特徴としている。
【００１０】また、本発明の導波路交差型光分岐素子
は、交差部において２本の導波路に囲まれた領域のうち
導波路の間隔が約３mm以下の領域をコア（光伝搬領域）
としたことを特徴としている。
は、交差部において２本の導波路に囲まれた領域のうち
導波路の間隔が約３mm以下の領域をコア（光伝搬領域）
としたことを特徴としている。
【００１１】更に、本発明の光集積回路は、上記導波路
交差型光分岐素子の、通信光を入力する一方の導波路に
交差する他方の導波路の出力端に、前記交差部で分岐さ
れた微少光をモニタするための受光素子が光学的に接続
されていることを特徴としている。
交差型光分岐素子の、通信光を入力する一方の導波路に
交差する他方の導波路の出力端に、前記交差部で分岐さ
れた微少光をモニタするための受光素子が光学的に接続
されていることを特徴としている。
【００１２】
【作用】導波路交差型光分岐素子の１つの入力ポートか
ら入射された光は、一方の導波路を伝搬して、他方の導
波路との交差部に到達する。交差部ではコア幅が急に広
がるため光が回折する。その一部の光が交差したポート
に結合し、残りは放射損失となる。即ち、交差角度を小
さくすると、交差している部分と他方の導波路から影響
を受ける程度に交差部付近のコアの幅が伝搬方向に長く
なるように広くなるため、回折の影響を受けやすく、ま
た光結合が強くなり、結果的に放射損失も増えるので、
挿入損失が大きくなる。本発明導波路交差型光分岐素子
では、交差角度を大きくすることにより、他方の導波路
から影響を受ける範囲が狭まるので、結合が小さくし微
小光を分岐可能にし、さらに交差角度を１０°以上とす
ることにより、パッシブ光部品として実用的な範囲であ
る挿入損失約０．３５dB以下を実現する。また２０°以
上の交差角度では分岐される光のレベルは放射モードと
ほぼ同程度となり実用的でないため、交差角度は２０°
以下にする必要がある。
ら入射された光は、一方の導波路を伝搬して、他方の導
波路との交差部に到達する。交差部ではコア幅が急に広
がるため光が回折する。その一部の光が交差したポート
に結合し、残りは放射損失となる。即ち、交差角度を小
さくすると、交差している部分と他方の導波路から影響
を受ける程度に交差部付近のコアの幅が伝搬方向に長く
なるように広くなるため、回折の影響を受けやすく、ま
た光結合が強くなり、結果的に放射損失も増えるので、
挿入損失が大きくなる。本発明導波路交差型光分岐素子
では、交差角度を大きくすることにより、他方の導波路
から影響を受ける範囲が狭まるので、結合が小さくし微
小光を分岐可能にし、さらに交差角度を１０°以上とす
ることにより、パッシブ光部品として実用的な範囲であ
る挿入損失約０．３５dB以下を実現する。また２０°以
上の交差角度では分岐される光のレベルは放射モードと
ほぼ同程度となり実用的でないため、交差角度は２０°
以下にする必要がある。
【００１３】図４は本発明の導波路交差型光分岐素子を
フォトリソグラフィ、反応性イオンエッチングを用いて
作製する際に生じる残留コアの問題を説明する図であ
り、図４(a) は交差部の平面図、図４(b) は図４(a) の
a-a'断面図である。図４(a) に示す様に、プロセスの加
工精度に応じて交差部にエッチングされない残留コア２
８，２９が存在する。基板２６及びクラッド２７の屈折
率を１．４５８、コア２５の屈折率を１．４６２４、コ
ア幅及び高さを８mm、交差角θを１１．７°として本発
明の導波路交差型光分岐素子を作成した場合の、波長特
性と残留コア２８，２９の幅ｗｄの影響を図４(c) に示
す。この図からわかる様に残留コア幅ｗｄが大きくなる
と挿入損失、結合損失ともに増加し、特に結合損失の増
加は挿入損失のそれに比べ大きく、分岐比が変動してい
る。単に２本の直線導波路を交差させただけだと、残留
コア幅ｗｄは素子間でばらつき、それに応じて分岐比も
変動してしまう。そこで、本発明においては、残留コア
２８，２９の幅ｗｄを約３mm以下とすることにより、挿
入損失及び結合損失の増加と、分岐比のばらつきを抑制
することができる。なお、残留コア２８，２９の幅ｗｄ
を約３mm以下とするには、残留コアの幅を予測しておい
て、予めコア膜をエッチングによりパターン化するため
のフォトマスクをエッチングしやすい形状とすることで
実現可能であり、常に一定のコア導波路形状の導波路交
差型光分岐素子を得ることができる。
フォトリソグラフィ、反応性イオンエッチングを用いて
作製する際に生じる残留コアの問題を説明する図であ
り、図４(a) は交差部の平面図、図４(b) は図４(a) の
a-a'断面図である。図４(a) に示す様に、プロセスの加
工精度に応じて交差部にエッチングされない残留コア２
８，２９が存在する。基板２６及びクラッド２７の屈折
率を１．４５８、コア２５の屈折率を１．４６２４、コ
ア幅及び高さを８mm、交差角θを１１．７°として本発
明の導波路交差型光分岐素子を作成した場合の、波長特
性と残留コア２８，２９の幅ｗｄの影響を図４(c) に示
す。この図からわかる様に残留コア幅ｗｄが大きくなる
と挿入損失、結合損失ともに増加し、特に結合損失の増
加は挿入損失のそれに比べ大きく、分岐比が変動してい
る。単に２本の直線導波路を交差させただけだと、残留
コア幅ｗｄは素子間でばらつき、それに応じて分岐比も
変動してしまう。そこで、本発明においては、残留コア
２８，２９の幅ｗｄを約３mm以下とすることにより、挿
入損失及び結合損失の増加と、分岐比のばらつきを抑制
することができる。なお、残留コア２８，２９の幅ｗｄ
を約３mm以下とするには、残留コアの幅を予測しておい
て、予めコア膜をエッチングによりパターン化するため
のフォトマスクをエッチングしやすい形状とすることで
実現可能であり、常に一定のコア導波路形状の導波路交
差型光分岐素子を得ることができる。
【００１４】
【実施例】図１は本発明の導波路交差型光分岐素子の一
実施例を示す図であり、図１(a)はその平面図、図１(b)
は図１(a) の交差部７の拡大図である。
実施例を示す図であり、図１(a)はその平面図、図１(b)
は図１(a) の交差部７の拡大図である。
【００１５】同図(a) に示すように、素子中央で２本の
直線導波路５、６が交差角度θで交差しており、直線導
波路５、６のそれぞれの両端には曲線導波路を介して入
射ポート１、２あるいは出射ポート３、４へと導かれて
いる。
直線導波路５、６が交差角度θで交差しており、直線導
波路５、６のそれぞれの両端には曲線導波路を介して入
射ポート１、２あるいは出射ポート３、４へと導かれて
いる。
【００１６】この導波路交差型光分岐素子は、図示しな
いＳｉＯ2 基板上にＥＢ蒸着によりＳｉＯ2 −ＴｉＯ2
を蒸着してこれをコア膜とし、フォトリソグラフィ、反
応性イオンエッチングにより同図(a) に示すような２本
の直線導波路５、６を有する導波路パターンを形成し、
その上に火炎堆積法によりクラッド８（ＳｉＯ2 −Ｂ2
Ｏ5 −Ｐ2 Ｏ3 ）を形成することにより作製した。ＤＳ
ファイバ（DispersionShifted Fiber）との接続損失を
小さくするために、ＳｉＯ2 基板とクラッド８の屈折率
は１．４５８、コアの屈折率を１．４６５３、コアを幅
６mm、高さ６mmの正方形とした。交差部７は、図１(b)
に示すように、直線導波路５、６によって挟まれた部分
の幅３μm 以下の領域を残留コア２８，２９，３０，３
１としている。
いＳｉＯ2 基板上にＥＢ蒸着によりＳｉＯ2 −ＴｉＯ2
を蒸着してこれをコア膜とし、フォトリソグラフィ、反
応性イオンエッチングにより同図(a) に示すような２本
の直線導波路５、６を有する導波路パターンを形成し、
その上に火炎堆積法によりクラッド８（ＳｉＯ2 −Ｂ2
Ｏ5 −Ｐ2 Ｏ3 ）を形成することにより作製した。ＤＳ
ファイバ（DispersionShifted Fiber）との接続損失を
小さくするために、ＳｉＯ2 基板とクラッド８の屈折率
は１．４５８、コアの屈折率を１．４６５３、コアを幅
６mm、高さ６mmの正方形とした。交差部７は、図１(b)
に示すように、直線導波路５、６によって挟まれた部分
の幅３μm 以下の領域を残留コア２８，２９，３０，３
１としている。
【００１７】ここで、残留コア２８，２９，３０，３１
を設けずに、交差角度θを１４．７°とすると、波長
１．５５mmの光に対して、挿入損失（=10Log(Pt/Pin)）
０．２２dB、結合損失（=10Log(Pc/Pin)）３０．１dBと
いう特性が得られた。同様にして交差角度θを変えた素
子をいくつか試作したところ、図２(a) に示す様な、交
差角度θと波長１．５５mmの光に対する挿入損失、結合
損失の関係を突き止めた。即ち、交差角度θと光通信で
最も多く用いられる波長１．５５mmの光に対する結合損
失、挿入損失の関係は図２(a) の様になり、パッシブ光
部品として実用的な範囲である挿入損失０．３５dB以下
とするには交差角度をθ１０°以上とすることが必要で
あることがわかる。なお、交差角度θが２０°以上では
分岐される光のレベルは放射モードとほぼ同程度となり
実用的でないため、交差角度θは２０°以下にする必要
がある。
を設けずに、交差角度θを１４．７°とすると、波長
１．５５mmの光に対して、挿入損失（=10Log(Pt/Pin)）
０．２２dB、結合損失（=10Log(Pc/Pin)）３０．１dBと
いう特性が得られた。同様にして交差角度θを変えた素
子をいくつか試作したところ、図２(a) に示す様な、交
差角度θと波長１．５５mmの光に対する挿入損失、結合
損失の関係を突き止めた。即ち、交差角度θと光通信で
最も多く用いられる波長１．５５mmの光に対する結合損
失、挿入損失の関係は図２(a) の様になり、パッシブ光
部品として実用的な範囲である挿入損失０．３５dB以下
とするには交差角度をθ１０°以上とすることが必要で
あることがわかる。なお、交差角度θが２０°以上では
分岐される光のレベルは放射モードとほぼ同程度となり
実用的でないため、交差角度θは２０°以下にする必要
がある。
【００１８】また、残留コアを設けない場合の３０dBタ
ップ（結合損失３０dBとなる様に交差角度θを１４．７
°とした光分岐素子）を５０素子試作したときの結合損
失のヒストグラムを図２(b) に示し、導波路間の距離が
３μm 以下の残留コアを設けた場合の３０dBタップ（結
合損失３０dBとなる様に交差角度θを１４．６５°とし
た光分岐素子）を５０素子試作したときの結合損失のヒ
ストグラムを図２（ｃ）に示す。図２（ｂ） に示す様
に残留コアを設けない場合は結合損失が２９dB〜３２．
５dBとばらついているのに対して、残留コアを設けた場
合は図２(c) に示す様に２９．５dB〜３１．５dBとばら
つきが小さい。
ップ（結合損失３０dBとなる様に交差角度θを１４．７
°とした光分岐素子）を５０素子試作したときの結合損
失のヒストグラムを図２(b) に示し、導波路間の距離が
３μm 以下の残留コアを設けた場合の３０dBタップ（結
合損失３０dBとなる様に交差角度θを１４．６５°とし
た光分岐素子）を５０素子試作したときの結合損失のヒ
ストグラムを図２（ｃ）に示す。図２（ｂ） に示す様
に残留コアを設けない場合は結合損失が２９dB〜３２．
５dBとばらついているのに対して、残留コアを設けた場
合は図２(c) に示す様に２９．５dB〜３１．５dBとばら
つきが小さい。
【００１９】なお、上記実施例ではＤＳファイバ（Disp
ersion Shifted Fiber）との接続損失を小さくするため
にＳｉＯ2 基板とクラッドの屈折率を１．４５８、コア
の屈折率を１．４６５３、コア高さ、幅ともに８mmの正
方形としたが、ＳＭファイバ（Single Mode Fiber ）と
の接続を考えて、基板とクラッドの屈折率を１．４５
８、コアの屈折率を１．４６２４、コアの高さ及び幅を
８mmとした導波路交差型光分岐素子でも、交差角度θを
１０°以上とすれば挿入損失を０．３５dB以下とするこ
とが可能であり、実用的な導波路交差型光分岐素子を実
現できる。
ersion Shifted Fiber）との接続損失を小さくするため
にＳｉＯ2 基板とクラッドの屈折率を１．４５８、コア
の屈折率を１．４６５３、コア高さ、幅ともに８mmの正
方形としたが、ＳＭファイバ（Single Mode Fiber ）と
の接続を考えて、基板とクラッドの屈折率を１．４５
８、コアの屈折率を１．４６２４、コアの高さ及び幅を
８mmとした導波路交差型光分岐素子でも、交差角度θを
１０°以上とすれば挿入損失を０．３５dB以下とするこ
とが可能であり、実用的な導波路交差型光分岐素子を実
現できる。
【００２０】また、本発明の導波路交差型光分岐素子を
構成する材料としては、石英ガラスの他、石英ガラス以
外の誘電体材料、強誘電体材料、半導体等が使用可能で
ある。
構成する材料としては、石英ガラスの他、石英ガラス以
外の誘電体材料、強誘電体材料、半導体等が使用可能で
ある。
【００２１】更に、上記実施例の導波路交差型光分岐素
子の、通信光を入力する一方の導波路に交差する他方の
導波路の出力端に、前記交差部で分岐された微少光をモ
ニタするための受光素子を光学的に接続して光集積回路
を構成すれば、通信システムの光源のモニタなどに適用
可能である。
子の、通信光を入力する一方の導波路に交差する他方の
導波路の出力端に、前記交差部で分岐された微少光をモ
ニタするための受光素子を光学的に接続して光集積回路
を構成すれば、通信システムの光源のモニタなどに適用
可能である。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、次のような顕著な効果
を奏する。
を奏する。
【００２３】(1) 交差角度θを１０°以上２０°以下
としたことにより、パッシブ光部品として実用的な範囲
である挿入損失０．３５dB以下で入力光の１／１００以
下の微小光を分岐することができる。
としたことにより、パッシブ光部品として実用的な範囲
である挿入損失０．３５dB以下で入力光の１／１００以
下の微小光を分岐することができる。
【００２４】(2) 残留コアを予め考慮にいれて、導波
路ではさまれた領域のうち導波路の間隔が約３mm以下の
領域をコアとすることにより交差部の形状安定化をはか
り、希望の分岐比の導波路交差型光分岐素子を歩留まり
良く作製することができる。
路ではさまれた領域のうち導波路の間隔が約３mm以下の
領域をコアとすることにより交差部の形状安定化をはか
り、希望の分岐比の導波路交差型光分岐素子を歩留まり
良く作製することができる。
【００２５】(3) 本発明導波路交差型光分岐素子に、
微小分岐光を受光するための受光素子を光学的に接続し
た光集積回路は、通信システムの通信光のモニタ用とし
て使用することができ、光通信システムの試験管理に役
立つ。
微小分岐光を受光するための受光素子を光学的に接続し
た光集積回路は、通信システムの通信光のモニタ用とし
て使用することができ、光通信システムの試験管理に役
立つ。
【図１】本発明導波路交差型光分岐素子の一実施例を示
す図であり、(a) は平面図、(b) は同図(a) に示された
交差部７の拡大図である。
す図であり、(a) は平面図、(b) は同図(a) に示された
交差部７の拡大図である。
【図２】図１(a) に示された本発明導波路交差型光分岐
素子の特性を説明する図であり、(a) は交差角度θと波
長１．５５mmに対する結合損失（=10Log(Pc/Pin)）及び
挿入損失（=10Log(Pt/Pin)）の関係を示す図、(b) は残
留コアを設けない結合損失３０dBタップの結合損失のヒ
ストグラム、(c) は残留コアを設けた結合損失３０dBタ
ップの結合損失のヒストグラムである。
素子の特性を説明する図であり、(a) は交差角度θと波
長１．５５mmに対する結合損失（=10Log(Pc/Pin)）及び
挿入損失（=10Log(Pt/Pin)）の関係を示す図、(b) は残
留コアを設けない結合損失３０dBタップの結合損失のヒ
ストグラム、(c) は残留コアを設けた結合損失３０dBタ
ップの結合損失のヒストグラムである。
【図３】は従来例を示す図であり、(a) は平面図、(b)
は同図(a) の交差部の拡大図、(c) は同図(a) に示す交
差部分の半角αが０．４５／０．５５のパワー比を確保
するような態様で選択された場合に同図(a) に示す光分
岐素子の出力で伝送される光パワーの波長の関数として
の変化を示すグラフである。
は同図(a) の交差部の拡大図、(c) は同図(a) に示す交
差部分の半角αが０．４５／０．５５のパワー比を確保
するような態様で選択された場合に同図(a) に示す光分
岐素子の出力で伝送される光パワーの波長の関数として
の変化を示すグラフである。
【図４】本発明導波路交差型光分岐素子をフォトリソグ
ラフィ、反応性イオンエッチングを用いて作製する際に
生じる残留コアの問題を説明する図であり、(a) は交差
部の平面図、(b) は(a) のa-a'断面図、(c) は基板２３
とクラッド２４の屈折率を１．４５８、コア２５の屈折
率を１．４６２４、コア幅と高さを８mm、交差角θを１
１．７°として本発明を実施した場合の、波長特性と残
留コア幅ｗｄの影響を示す図である。 １，２，１６，１７ 入射ポート ３，４，１８，１９ 出射ポート ５，６，２０，２１ 直線導波路 ７ 交差部 ８，２２ クラッド ２３，２４ 外側領域 ２８，２９，３０，３１ 残留コア
ラフィ、反応性イオンエッチングを用いて作製する際に
生じる残留コアの問題を説明する図であり、(a) は交差
部の平面図、(b) は(a) のa-a'断面図、(c) は基板２３
とクラッド２４の屈折率を１．４５８、コア２５の屈折
率を１．４６２４、コア幅と高さを８mm、交差角θを１
１．７°として本発明を実施した場合の、波長特性と残
留コア幅ｗｄの影響を示す図である。 １，２，１６，１７ 入射ポート ３，４，１８，１９ 出射ポート ５，６，２０，２１ 直線導波路 ７ 交差部 ８，２２ クラッド ２３，２４ 外側領域 ２８，２９，３０，３１ 残留コア
Claims (4)
- 【請求項１】２つの光入力端及び２つの光出力端を有
し、該光入力端及び光出力端の間に形成された２本の導
波路が所定の交差角度で交差しており、該交差部で一方
の入力端から入力された光を２つの光に分岐する導波路
交差型光分岐素子において、前記交差角度が１０°以上
２０°以下であることを特徴とする導波路交差型光分岐
素子。 - 【請求項２】請求項１に記載の導波路交差型光分岐素子
において、前記交差部の２つの導波路間の距離が３mm以
下の領域を光伝搬領域としたことを特徴とする導波路交
差型光分岐素子。 - 【請求項３】請求項１若しくは請求項２に記載の交差導
波路型光分岐素子において、前記導波路の屈折率を１．
４６５３、該導波路を覆うクラッドの屈折率を１．４５
８、一方の導波路から入力する光のパワーをＰin、前記
交差部で一方の導波路の出力端側へ透過する光のパワー
をＰｔ、前記交差部で他方の導波路へ結合する光のパワ
ーをＰｃ、前記交差角度をθとした時、挿入損失は 10Log(Pt /Pin)= -0.0000029θ5 + 0.000204θ4 -0.005
64θ3 + 0.0773θ2 -0.555θ+2.033 結合損失は 10Log(Pc/Pin)= -0.00070758θ5 + 0.045987θ4 - 1.16
56θ3 + 14.679θ2 -91.08θ+237.88 であり、当該挿入損失及び結合損失の関係に基づいて、
所望の挿入損失、結合損失となるように前記交差部の交
差角度θを設定したことを特徴とする導波路交差型光分
岐素子。 - 【請求項４】請求項１に記載の導波路交差型光分岐素子
の、通信光を入力する一方の導波路に交差する他方の導
波路の出力端に、前記交差部で分岐された微少光をモニ
タするための受光素子が光学的に接続されていることを
特徴とする光集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4686594A JPH07261041A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 導波路交差型光分岐素子及び光集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4686594A JPH07261041A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 導波路交差型光分岐素子及び光集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07261041A true JPH07261041A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=12759242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4686594A Pending JPH07261041A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 導波路交差型光分岐素子及び光集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07261041A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112010005211T5 (de) | 2009-12-22 | 2012-11-08 | International Business Machines Corp. | Verfahren zum Entwerfen des Layouts einer Vielzahl von Lichtwellenleitern |
-
1994
- 1994-03-17 JP JP4686594A patent/JPH07261041A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112010005211T5 (de) | 2009-12-22 | 2012-11-08 | International Business Machines Corp. | Verfahren zum Entwerfen des Layouts einer Vielzahl von Lichtwellenleitern |
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