JPH0782132B2 - 導波形偏光分離素子 - Google Patents
導波形偏光分離素子Info
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- JPH0782132B2 JPH0782132B2 JP62014637A JP1463787A JPH0782132B2 JP H0782132 B2 JPH0782132 B2 JP H0782132B2 JP 62014637 A JP62014637 A JP 62014637A JP 1463787 A JP1463787 A JP 1463787A JP H0782132 B2 JPH0782132 B2 JP H0782132B2
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- optical
- waveguide
- mode optical
- optical waveguides
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ファイバ通信や光ファイバセンサ分野等に
おいて、光信号の偏波面分離に用いる導波形偏光分離素
子に関するものである。
おいて、光信号の偏波面分離に用いる導波形偏光分離素
子に関するものである。
光ファイバ通信等の光産業技術の急速な進展に伴ない、
各種の光回路部品への需要が高まっている。光回路部品
はその形態により（１）バルク形，（２）ファイバ形，
（３）導波形、の３種類に分類できるが、信頼性，生産
性，小形軽量性及び機能の集積可能性等の理由から、平
面基板上に構成する導波形のものが最有望視されてい
る。
各種の光回路部品への需要が高まっている。光回路部品
はその形態により（１）バルク形，（２）ファイバ形，
（３）導波形、の３種類に分類できるが、信頼性，生産
性，小形軽量性及び機能の集積可能性等の理由から、平
面基板上に構成する導波形のものが最有望視されてい
る。
導波形光回路部品は、平面基板上に形成した光導波路を
基本要素として構成されるものである。中でも、シリコ
ン基板上に作製可能な石英系光導波路は、そのコア部の
断面寸法を通常使用されている石英系光ファイバに合わ
せて、単一モード用で５〜10μｍ程度、多モード用で50
μｍ程度に設定することができるため、光ファイバとの
整合性に優れた実用的な導波形光回路部品の実現手段と
して期待されている。（参考文献：河内正夫「石英系光
導波路の微細加工」，応用物理学会光学懇話会微小光学
研究グループ機関誌1986,4/vol,No.2,pp.33−38） ところで、単一モード光ファイバ通信、特にコヒーレン
ト光通信や単一モード光ファイバセンサの分野では、信
号光の偏波面の制御が重大な関心事となっている。偏波
面制御の上で基本となる光回路部品として偏光分離素子
を挙げることができるが、従来、石英系単一モード光導
波路の技術分野では有効な偏光分離素子構成手段が知ら
れていなかった。このために多くの長所をもつにもかか
わらず、石英系単一モード光導波路を用いた導波形光回
路部品では、偏光分離作用を外部に設置したグラン・ト
ムソンプリズム等のバルク形光回路部品に頼らざるを得
ず、実用的な光回路部品を提供する上での大きな障害と
なっていた。
基本要素として構成されるものである。中でも、シリコ
ン基板上に作製可能な石英系光導波路は、そのコア部の
断面寸法を通常使用されている石英系光ファイバに合わ
せて、単一モード用で５〜10μｍ程度、多モード用で50
μｍ程度に設定することができるため、光ファイバとの
整合性に優れた実用的な導波形光回路部品の実現手段と
して期待されている。（参考文献：河内正夫「石英系光
導波路の微細加工」，応用物理学会光学懇話会微小光学
研究グループ機関誌1986,4/vol,No.2,pp.33−38） ところで、単一モード光ファイバ通信、特にコヒーレン
ト光通信や単一モード光ファイバセンサの分野では、信
号光の偏波面の制御が重大な関心事となっている。偏波
面制御の上で基本となる光回路部品として偏光分離素子
を挙げることができるが、従来、石英系単一モード光導
波路の技術分野では有効な偏光分離素子構成手段が知ら
れていなかった。このために多くの長所をもつにもかか
わらず、石英系単一モード光導波路を用いた導波形光回
路部品では、偏光分離作用を外部に設置したグラン・ト
ムソンプリズム等のバルク形光回路部品に頼らざるを得
ず、実用的な光回路部品を提供する上での大きな障害と
なっていた。
本発明は上記の事情に鑑み、複屈折性単一モード光導波
路を用いて平面基板上に導波形偏光分離素子を実現し、
実用的な導波形光回路部品を提供することを目的として
いる。
路を用いて平面基板上に導波形偏光分離素子を実現し、
実用的な導波形光回路部品を提供することを目的として
いる。
本発明は、基板上において２個の方向性結合器をほぼ等
しい長さの２本の複屈折性単一モード光導波路で連結し
てなるマッハ・ツェンダ形光干渉計を基本構成とし、所
望の波長の光に対して、平行な電界成分及び垂直な電界
成分の内、一方の偏波成分の前記２本の光導波路に沿っ
た光路長差が光波長のＭ倍（Ｍの整数）、他方の偏波成
分の前記２本の光導波路に沿った光路長差が光波長のＮ
＋1/2倍（Ｎは整数）となるように、前記２本の光導波
路の複屈折値分布が調整されていることを特徴とするも
のである。
しい長さの２本の複屈折性単一モード光導波路で連結し
てなるマッハ・ツェンダ形光干渉計を基本構成とし、所
望の波長の光に対して、平行な電界成分及び垂直な電界
成分の内、一方の偏波成分の前記２本の光導波路に沿っ
た光路長差が光波長のＭ倍（Ｍの整数）、他方の偏波成
分の前記２本の光導波路に沿った光路長差が光波長のＮ
＋1/2倍（Ｎは整数）となるように、前記２本の光導波
路の複屈折値分布が調整されていることを特徴とするも
のである。
上記の複屈折性単一モード光導波路を、基板上において
クラッド層にコア部が埋設されてなる石英系単一モード
光導波路として、いずれか一方の光導波路に沿って応力
開放溝を形成することにより応力複屈折値分布を調節す
ることが望ましく、さらにいずれか一方の光導波路の上
部に薄膜ヒータを装荷して光路長を微調するように構成
することが望ましい。
クラッド層にコア部が埋設されてなる石英系単一モード
光導波路として、いずれか一方の光導波路に沿って応力
開放溝を形成することにより応力複屈折値分布を調節す
ることが望ましく、さらにいずれか一方の光導波路の上
部に薄膜ヒータを装荷して光路長を微調するように構成
することが望ましい。
本発明は、平面基板上に形成した２本の複屈折性単一モ
ード光導波路の複屈折性と、それらの光導波路により構
成されるマッハ・ツェンダ形光干渉計の光位相敏感性と
を組み合わせることにより偏光分離作用を実現するもの
である。
ード光導波路の複屈折性と、それらの光導波路により構
成されるマッハ・ツェンダ形光干渉計の光位相敏感性と
を組み合わせることにより偏光分離作用を実現するもの
である。
以下、第１図ないし第４図を参照して、本発明の一実施
例を説明する。
例を説明する。
第１図は本発明の一実施例の構成を説明する図であっ
て、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）における線分AA′
に沿った拡大断面図である。図中符号１はシリコン基
板、2,3は結合率50％の方向性結合器（3bBカプラ）、4,
5は方向性結合器2,3を結合してマッハ・ツェンダ形光干
渉計を構成するための石英系単一モード光導波路、６は
石英系ガラスクラッド層、7a,7bは応力複屈折制御部と
しての応力解放溝、８は位相制御器として薄膜ヒータ、
11,12は入力ポート、11a,12aは出力ポートである。
て、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）における線分AA′
に沿った拡大断面図である。図中符号１はシリコン基
板、2,3は結合率50％の方向性結合器（3bBカプラ）、4,
5は方向性結合器2,3を結合してマッハ・ツェンダ形光干
渉計を構成するための石英系単一モード光導波路、６は
石英系ガラスクラッド層、7a,7bは応力複屈折制御部と
しての応力解放溝、８は位相制御器として薄膜ヒータ、
11,12は入力ポート、11a,12aは出力ポートである。
上記の光導波路4,5は、クラッド層６にコア部が埋設さ
れることによって形成されており、コア部の断面寸法は
10μｍ程度、クラッド層６の厚みは50μｍ程度であり、
またシリコン基板１の厚みは0.4〜1mm程度である。
れることによって形成されており、コア部の断面寸法は
10μｍ程度、クラッド層６の厚みは50μｍ程度であり、
またシリコン基板１の厚みは0.4〜1mm程度である。
方向性結合器2,3は、２本の光導波路4,5を数μｍの間隔
にまで接近させて平行に数mm長にわたって配置したもの
であり、方向性結合器２の左端と入力ポート11,12、お
よび方向性結合器３の右端と出力ポート11a,12aとは、
それぞれ上記の光導波路4,5によって連結されている。
にまで接近させて平行に数mm長にわたって配置したもの
であり、方向性結合器２の左端と入力ポート11,12、お
よび方向性結合器３の右端と出力ポート11a,12aとは、
それぞれ上記の光導波路4,5によって連結されている。
入力ポート11から入射した信号光は、方向性結合器２の
作用で光導波路4,5へ２等分されて分配される。方向性
結合器2,3を連結して光干渉計構成とする光導波路4,5が
同一構造であり、かつそれらの光路長L1,L2が等しい場
合には、光導波路4,5を伝播してきた信号光は、方向性
結合器３の作用ですべて出力ポート12aに出射されるこ
とが知られている。また、L1,L2が信号光の波長λの半
分すなわちλ/2だけ異なる場合には、信号光は逆に出力
ポート11aに出射されることが知られている。
作用で光導波路4,5へ２等分されて分配される。方向性
結合器2,3を連結して光干渉計構成とする光導波路4,5が
同一構造であり、かつそれらの光路長L1,L2が等しい場
合には、光導波路4,5を伝播してきた信号光は、方向性
結合器３の作用ですべて出力ポート12aに出射されるこ
とが知られている。また、L1,L2が信号光の波長λの半
分すなわちλ/2だけ異なる場合には、信号光は逆に出力
ポート11aに出射されることが知られている。
そこで、本実施例では光導波路4,5の途中に設けた応力
解放溝7a,7bと薄膜ヒータ８の作用により、基板１に平
行な電界成分をもつ信号光（TE波）に対しては光導波路
4,5の実効的な光路長が等しくなり、かつ基板１に垂直
な電界成分をもつ信号光（TM波）に対しては実効的な光
路長差がλ/2になるように調整されている。具体的に
は、TE波については光導波路4,5に沿った光路長差が波
長λのＭ倍（Ｍは整数）となるように、また、TM波につ
いては光導波路4,5に沿った光路長差が波長λのＮ＋1/2
倍（Ｎは整数）となるようにされている。つまり、個々
の偏波成分の２本の光導波路4,5における光路長差の絶
対値が個々に設定されたものとなっている。このように
調整された条件下では、入力ポート11に入射した信号光
のTE波成分は出力ポート12aのみに出射されるのに対
し、TM波成分は出力ポート11aのみに出射されることに
なり、本実施例は導波形偏光分離素子として機能する。
すなわち、本実施例では、石英系単一モード光導波路の
複屈折性とマッハ・ツェンダ形光干渉計の位相敏感性と
を組み合わせることによって、目的とする偏光分離作用
が実現されている。
解放溝7a,7bと薄膜ヒータ８の作用により、基板１に平
行な電界成分をもつ信号光（TE波）に対しては光導波路
4,5の実効的な光路長が等しくなり、かつ基板１に垂直
な電界成分をもつ信号光（TM波）に対しては実効的な光
路長差がλ/2になるように調整されている。具体的に
は、TE波については光導波路4,5に沿った光路長差が波
長λのＭ倍（Ｍは整数）となるように、また、TM波につ
いては光導波路4,5に沿った光路長差が波長λのＮ＋1/2
倍（Ｎは整数）となるようにされている。つまり、個々
の偏波成分の２本の光導波路4,5における光路長差の絶
対値が個々に設定されたものとなっている。このように
調整された条件下では、入力ポート11に入射した信号光
のTE波成分は出力ポート12aのみに出射されるのに対
し、TM波成分は出力ポート11aのみに出射されることに
なり、本実施例は導波形偏光分離素子として機能する。
すなわち、本実施例では、石英系単一モード光導波路の
複屈折性とマッハ・ツェンダ形光干渉計の位相敏感性と
を組み合わせることによって、目的とする偏光分離作用
が実現されている。
次に、本実施例の導波形偏光分離素子のより具体的な構
成を、第２図（ａ）〜（ｅ）によりその作製工程を説明
しながら、より詳細に説明する。
成を、第２図（ａ）〜（ｅ）によりその作製工程を説明
しながら、より詳細に説明する。
まず（ａ）に示すように、シリコン基板１上に、SiCl4
やTiCl4を出発原料ガスとし、公知の火炎加水分解反応
を利用したガラス膜堆積法により、下部クラッド層21お
よびコア層22を順次堆積する。すなわち下部クラッド層
21はSiO2で構成され、コア層22は屈折率制御用ドーパン
トとしてTiO2が微量添加されたSiO2で構成されている。
次に、（ｂ）に示すように、コア層22の不要部分を反応
性イオンエッチングにより除去して、光導波路4,5を構
成するリッジ状のコア部を形成し、続いて（ｃ）に示す
ように、それらのコア部を覆うように上部クラッド層23
を再び火炎加水分解反応を利用したガラス膜堆積法によ
り堆積し、下部クラッド層21と合わせてクラッド層６と
する。これにより光導波路4,5が形成される。
やTiCl4を出発原料ガスとし、公知の火炎加水分解反応
を利用したガラス膜堆積法により、下部クラッド層21お
よびコア層22を順次堆積する。すなわち下部クラッド層
21はSiO2で構成され、コア層22は屈折率制御用ドーパン
トとしてTiO2が微量添加されたSiO2で構成されている。
次に、（ｂ）に示すように、コア層22の不要部分を反応
性イオンエッチングにより除去して、光導波路4,5を構
成するリッジ状のコア部を形成し、続いて（ｃ）に示す
ように、それらのコア部を覆うように上部クラッド層23
を再び火炎加水分解反応を利用したガラス膜堆積法によ
り堆積し、下部クラッド層21と合わせてクラッド層６と
する。これにより光導波路4,5が形成される。
第２図（ｃ）の状態では、光導波路4,5のコア部には、
シリコン基板１と石英系ガラスとの熱膨張係数差により
強い水平方向の圧縮応力が作用し、B0〜４×10-4程度の
応力複屈折性を呈している。ここでB0は、TM波が感じる
実効的屈折率とTE波が感じる実効的屈折率との差であ
る。しかし、（ｃ）の状態では、方向性結合器2,3を連
結する２本の光導波路4,5の光路長は等しく設定されて
いるので、光導波路4,5の複屈折性にもかかわらず光導
波路4,5の光路長差に偏波方向依存性は生ぜず、したが
ってこの状態のままでは偏光分離作用は生じることがな
い。
シリコン基板１と石英系ガラスとの熱膨張係数差により
強い水平方向の圧縮応力が作用し、B0〜４×10-4程度の
応力複屈折性を呈している。ここでB0は、TM波が感じる
実効的屈折率とTE波が感じる実効的屈折率との差であ
る。しかし、（ｃ）の状態では、方向性結合器2,3を連
結する２本の光導波路4,5の光路長は等しく設定されて
いるので、光導波路4,5の複屈折性にもかかわらず光導
波路4,5の光路長差に偏波方向依存性は生ぜず、したが
ってこの状態のままでは偏光分離作用は生じることがな
い。
そこで、（ｄ）に示すように一方の光導波路４のコア部
の両側に、応力複屈折制御部として、基板１からの圧縮
応力を一部解放する応力解放溝7a,7bを、第１図（ａ）
に示すようにコア部に沿って長さｌだけ形成する。
の両側に、応力複屈折制御部として、基板１からの圧縮
応力を一部解放する応力解放溝7a,7bを、第１図（ａ）
に示すようにコア部に沿って長さｌだけ形成する。
第３図は、応力解放溝7a,7bにより規定されたリッジ状
のクラッド層６の幅Ｗと、正規化された複屈折値B/B0と
の関係を示したものである。第３図は、有限要素法によ
る応力分布解析結果に基づいて算出したもので、実験結
果とも良い一致が得られている。第３図に示されるよう
に、例えばＷ≒200μｍの場合にはB/B0≒0.5であるか
ら、応力解放溝7a,7bを形成したことによる複屈折変化
ΔＢは、ΔＢ≒Ｂ−B0≒２×10-4となり、応力解放溝7
a,7bの長さｌをΔＢ・ｌ＝λ/2になるよう、すなわち、
使用光波長λ＝1.3μｍの場合において、ｌ＝3.3mmにな
るように設定しておくと、光導波路4,5の光路長差に偏
光方向に依存するλ/2の変化を与えることが可能とな
る。
のクラッド層６の幅Ｗと、正規化された複屈折値B/B0と
の関係を示したものである。第３図は、有限要素法によ
る応力分布解析結果に基づいて算出したもので、実験結
果とも良い一致が得られている。第３図に示されるよう
に、例えばＷ≒200μｍの場合にはB/B0≒0.5であるか
ら、応力解放溝7a,7bを形成したことによる複屈折変化
ΔＢは、ΔＢ≒Ｂ−B0≒２×10-4となり、応力解放溝7
a,7bの長さｌをΔＢ・ｌ＝λ/2になるよう、すなわち、
使用光波長λ＝1.3μｍの場合において、ｌ＝3.3mmにな
るように設定しておくと、光導波路4,5の光路長差に偏
光方向に依存するλ/2の変化を与えることが可能とな
る。
次に、第２図（ｅ）に示すようにλ/2の偏光依存性を保
持しつつ、等方的（偏光依存性なく）に光路長を微調し
て出力ポート11a,12aへの偏光の分離性を調節するため
の薄膜ヒータ８を光導波路５上に設けて、偏光分離素子
の作製工程が終了する。薄膜ヒータ８はニクロム金属膜
を50μｍ幅、5mm長程度にわたって蒸着したもので、い
わゆる熱光学効果により光導波路５の光路長を等方的に
微調するものである。
持しつつ、等方的（偏光依存性なく）に光路長を微調し
て出力ポート11a,12aへの偏光の分離性を調節するため
の薄膜ヒータ８を光導波路５上に設けて、偏光分離素子
の作製工程が終了する。薄膜ヒータ８はニクロム金属膜
を50μｍ幅、5mm長程度にわたって蒸着したもので、い
わゆる熱光学効果により光導波路５の光路長を等方的に
微調するものである。
なお、この薄膜ヒータ８は省略することもできるが、一
般的には第２図の作製工程を経ることにより光導波路の
光路長が波長オーダー変化してしまうことが多いので、
薄膜ヒータ８を設置しておくことが望ましい。
般的には第２図の作製工程を経ることにより光導波路の
光路長が波長オーダー変化してしまうことが多いので、
薄膜ヒータ８を設置しておくことが望ましい。
第４図は、以上の工程と設定条件により作製された偏光
分離素子の偏光分離特性を示すもので、出力ポート11a,
12aから出射される信号光のTM成分とTE成分の比率を薄
膜ヒータ８の消費電力ＰHの関数として示したものであ
る。入力ポート11にはTM成分とTE成分を１対１にもつ円
偏光を入射している。第４図に示されるように、ＰH＝
0.2ワットにおいて出力ポート11aにTE波のみが出射し、
出力ポート12aにTM波のみが出射する位相整合状態が達
成され、良好な偏光分離素子としての機能が得られてい
る。またＰH＝0.7ワットにおいても良好な偏光分離機能
が得られているが、TE波とTM波の出力ポートは上記の場
合と逆転している。これは、ＰH＝0.2ワットとＰH＝0.7
ワットでは、光路長がλ/2変化していることに対応して
いる。このように薄膜ヒータ８は、熱光学効果を利用し
て、偏光分離に関しての一種のスイッチとしての役割を
果たすこともできる。
分離素子の偏光分離特性を示すもので、出力ポート11a,
12aから出射される信号光のTM成分とTE成分の比率を薄
膜ヒータ８の消費電力ＰHの関数として示したものであ
る。入力ポート11にはTM成分とTE成分を１対１にもつ円
偏光を入射している。第４図に示されるように、ＰH＝
0.2ワットにおいて出力ポート11aにTE波のみが出射し、
出力ポート12aにTM波のみが出射する位相整合状態が達
成され、良好な偏光分離素子としての機能が得られてい
る。またＰH＝0.7ワットにおいても良好な偏光分離機能
が得られているが、TE波とTM波の出力ポートは上記の場
合と逆転している。これは、ＰH＝0.2ワットとＰH＝0.7
ワットでは、光路長がλ/2変化していることに対応して
いる。このように薄膜ヒータ８は、熱光学効果を利用し
て、偏光分離に関しての一種のスイッチとしての役割を
果たすこともできる。
なお、上記の実施例においては、ΔＢ・ｌ＝λ/2となる
ように設定したが、一般に、ΔＢ・ｌ＝（Ｎ＋1/2）λ
（Ｎは整数）、としても同様な偏光分離作用が得られ
る。しかし、Ｎをあまり大きく（|N|＞５）とると、マ
ッハ・ツェンダ形光干渉計の非対称性が強くなり、非対
称性マッハ・ツェンダ形光干渉計に特有の波長依存性が
強くなり、偏光分離素子として動作可能な波長帯域が狭
くなるので望ましくない。
ように設定したが、一般に、ΔＢ・ｌ＝（Ｎ＋1/2）λ
（Ｎは整数）、としても同様な偏光分離作用が得られ
る。しかし、Ｎをあまり大きく（|N|＞５）とると、マ
ッハ・ツェンダ形光干渉計の非対称性が強くなり、非対
称性マッハ・ツェンダ形光干渉計に特有の波長依存性が
強くなり、偏光分離素子として動作可能な波長帯域が狭
くなるので望ましくない。
また、上記実施例では、光導波路４に応力複屈折制御部
としての応力解放溝7a,7bを設けたが、より一般的な記
述をすると、一方の偏波部分の前記２本の光導波路に沿
った光路長差が光波長のＭ倍（Ｍは整数）となり、他方
の偏波成分の前記２本の光導波路に沿った光路長差が光
波長のＮ＋1/2倍（Ｎは整数）となるように、前記２本
の光導波路の複屈折値分布を調整すれば良いので、その
ようにする限りにおいて、応力解放溝7a,7bの位置，形
状等はより任意に選んで支障がない。例えば応力解放溝
7a,7bを光導波路５側に設けても支障がないことはもち
ろんである。
としての応力解放溝7a,7bを設けたが、より一般的な記
述をすると、一方の偏波部分の前記２本の光導波路に沿
った光路長差が光波長のＭ倍（Ｍは整数）となり、他方
の偏波成分の前記２本の光導波路に沿った光路長差が光
波長のＮ＋1/2倍（Ｎは整数）となるように、前記２本
の光導波路の複屈折値分布を調整すれば良いので、その
ようにする限りにおいて、応力解放溝7a,7bの位置，形
状等はより任意に選んで支障がない。例えば応力解放溝
7a,7bを光導波路５側に設けても支障がないことはもち
ろんである。
また、応力複屈折制御部としては、上記の実施例で用い
た応力解放溝7a,7bの他に、適当な材料（応力付与部）
を光導波路のコア部近傍に装荷する等の方法や、外力に
よる圧縮応力を局所的に印加する等の方法を採用するこ
ともできる。
た応力解放溝7a,7bの他に、適当な材料（応力付与部）
を光導波路のコア部近傍に装荷する等の方法や、外力に
よる圧縮応力を局所的に印加する等の方法を採用するこ
ともできる。
また、上記実施例においては薄膜ヒータ８を光導波路５
の上部に設けたが、薄膜ヒータ８を光導波路４の上部に
移設しても、光路長差の微調は相対的なものであるか
ら、適当なヒータ駆動条件で偏光分離作用を得ることが
できる。
の上部に設けたが、薄膜ヒータ８を光導波路４の上部に
移設しても、光路長差の微調は相対的なものであるか
ら、適当なヒータ駆動条件で偏光分離作用を得ることが
できる。
さらに、位相制御器として上記実施例では薄膜ヒータ８
を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、
例えば光導波路の一部に狭い空隙を設け、空隙をエッチ
ング技術によりトリミングし、所定の位相整合条件に合
わせる等の方法を採用することもできる。
を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、
例えば光導波路の一部に狭い空隙を設け、空隙をエッチ
ング技術によりトリミングし、所定の位相整合条件に合
わせる等の方法を採用することもできる。
また、本発明は、シリコン基板上の石英系単一モード光
導波路に限らず、他材料系の単一モード光導波路にも同
様に適用することが可能である。
導波路に限らず、他材料系の単一モード光導波路にも同
様に適用することが可能である。
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、所望の
波長の光に対して、平行な電界成分及び垂直な電界成分
の内、一方の偏波成分の前記２本の光導波路に沿った光
路長差が光波長のＭ倍（Ｍは整数）、他方の偏波成分の
前記２本の光導波路に沿った光路長差が光波長のＮ＋1/
2倍（Ｎは整数）となるように、前記２本の光導波路の
複屈折値分布を調整したので、複屈折性単一モード光導
波路を用いて平面基板上に導波形偏光分離素子を実現す
ることができ、光通信や光ファイバセンサ分野における
偏光制御用の各種の光回路部品を小形，軽量かつ安価に
提供する上で利点が大であるまた平面基板上に集積可能
という長所を生かして、多機能な光導波路や光集積回路
を構成できる利点もある。
波長の光に対して、平行な電界成分及び垂直な電界成分
の内、一方の偏波成分の前記２本の光導波路に沿った光
路長差が光波長のＭ倍（Ｍは整数）、他方の偏波成分の
前記２本の光導波路に沿った光路長差が光波長のＮ＋1/
2倍（Ｎは整数）となるように、前記２本の光導波路の
複屈折値分布を調整したので、複屈折性単一モード光導
波路を用いて平面基板上に導波形偏光分離素子を実現す
ることができ、光通信や光ファイバセンサ分野における
偏光制御用の各種の光回路部品を小形，軽量かつ安価に
提供する上で利点が大であるまた平面基板上に集積可能
という長所を生かして、多機能な光導波路や光集積回路
を構成できる利点もある。
第１図ないし第４図は本発明の一実施例を説明するため
の図である。第１図はこの実施例の構成説明図であっ
て、このうち（ａ）は平面図、（ｂ）は拡大断面図、第
２図（ａ）〜（ｅ）は、この実施例の作製工程を工程順
に説明するための図、第３図は有限要素法による複屈折
値予想図、第４図はこの実施例の動作説明図である。 １……シリコン基板、2,3……方向性結合器、4,5……光
導波路、６……クラッド層、7a,7b……応力解放溝、８
……薄膜ヒータ。
の図である。第１図はこの実施例の構成説明図であっ
て、このうち（ａ）は平面図、（ｂ）は拡大断面図、第
２図（ａ）〜（ｅ）は、この実施例の作製工程を工程順
に説明するための図、第３図は有限要素法による複屈折
値予想図、第４図はこの実施例の動作説明図である。 １……シリコン基板、2,3……方向性結合器、4,5……光
導波路、６……クラッド層、7a,7b……応力解放溝、８
……薄膜ヒータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高戸 範夫 茨城県那珂郡東海村大字白方字白根162番 地 日本電信電話株式会社茨城電気通信研 究所内 (56)参考文献 特開 昭61−80109（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−30116（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】基板上に形成された第１及び第２の方向性
結合器、 前記第１の方向性結合器の出力部と前記第２の方向性結
合器の入力部を接続する第１及び第２の複屈折性単一モ
ード光導波路よりなる導波形偏光分離素子であって、 前記第１及び第２の方向性結合器のパワー結合比がとも
に50％であり、 入射光の相互に直交する第１及び第２の電界成分に対し
て、 前記第１及び第２の複屈折性単一モード光導波路の実効
屈折率の光路長にわたる積分値の差が、 前記第１の電界成分について、入射光の波長の整数倍だ
け異なり、 前記第２の電界成分について、入射光の波長の（整数＋
1/2）倍だけ異なることを特徴とする導波形偏光分離素
子。 - 【請求項２】前記複屈折性単一モード光導波路はコア部
がクラッド部に囲まれた構造の石英系複屈折性単一モー
ド光導波路であり、 コア部の近傍にクラッド部を除去した応力開放溝を有す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の導波
形偏光分離素子。 - 【請求項３】前記石英系複屈折性単一モード光導波路の
少なくとも一方に薄膜ヒータを設置したことを特徴とす
る特許請求の範囲第２項に記載の導波形偏光分離素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62014637A JPH0782132B2 (ja) | 1987-01-24 | 1987-01-24 | 導波形偏光分離素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62014637A JPH0782132B2 (ja) | 1987-01-24 | 1987-01-24 | 導波形偏光分離素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63182608A JPS63182608A (ja) | 1988-07-27 |
| JPH0782132B2 true JPH0782132B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=11866709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62014637A Expired - Lifetime JPH0782132B2 (ja) | 1987-01-24 | 1987-01-24 | 導波形偏光分離素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0782132B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3703013B2 (ja) | 2001-01-26 | 2005-10-05 | 日本電信電話株式会社 | 干渉計光回路及びその製造方法 |
| JP2003240990A (ja) | 2002-02-14 | 2003-08-27 | Fujitsu Ltd | 平面光導波路装置 |
| JP4496364B2 (ja) * | 2004-08-30 | 2010-07-07 | 国立大学法人 千葉大学 | 半導体素子 |
| JP6730052B2 (ja) * | 2016-03-22 | 2020-07-29 | シチズンファインデバイス株式会社 | 光プローブ電流センサ素子及び光プローブ電流センサ装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5630116A (en) * | 1979-08-21 | 1981-03-26 | Nec Corp | Photo function switch |
| JPS6180109A (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光合分波器 |
-
1987
- 1987-01-24 JP JP62014637A patent/JPH0782132B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63182608A (ja) | 1988-07-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |