JPH09113743A - Ｙ分岐導波路型光タップ - Google Patents
Ｙ分岐導波路型光タップInfo
- Publication number
- JPH09113743A JPH09113743A JP26982195A JP26982195A JPH09113743A JP H09113743 A JPH09113743 A JP H09113743A JP 26982195 A JP26982195 A JP 26982195A JP 26982195 A JP26982195 A JP 26982195A JP H09113743 A JPH09113743 A JP H09113743A
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- JP
- Japan
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- waveguide
- branch
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 放射損失が小さく、かつ広波長帯域にわたり
一定の分岐比が得られ、製造時の分岐比ばらつきが少な
いＹ分岐導波路型光タップを提供する。 【解決手段】 入力導波路１１と、入力導波路１１の出
力側に接続され入力側から出力側にわたって幅が拡がっ
たテーパ導波路１０と、テーパ導波路１０の出力側に接
続された２つの分岐導波路１３、１４とを備えたＹ分岐
導波路型光タップにおいて、両分岐導波路１３、１４の
導波路幅がその中間付近で異なるようにしたことを特徴
とする。
一定の分岐比が得られ、製造時の分岐比ばらつきが少な
いＹ分岐導波路型光タップを提供する。 【解決手段】 入力導波路１１と、入力導波路１１の出
力側に接続され入力側から出力側にわたって幅が拡がっ
たテーパ導波路１０と、テーパ導波路１０の出力側に接
続された２つの分岐導波路１３、１４とを備えたＹ分岐
導波路型光タップにおいて、両分岐導波路１３、１４の
導波路幅がその中間付近で異なるようにしたことを特徴
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光タップに関し、
特にＹ分岐導波路型光タップに関する。
特にＹ分岐導波路型光タップに関する。
【０００２】
【従来の技術】図６（ａ）は従来の光タップの平面図を
示し、図６（ｂ）はその部分拡大図である。
示し、図６（ｂ）はその部分拡大図である。
【０００３】図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、
光タップは、入力導波路６１と、入力導波路６１に接続
され、２つに分岐された分岐導波路６２及び分岐導波路
６３とで構成されている。
光タップは、入力導波路６１と、入力導波路６１に接続
され、２つに分岐された分岐導波路６２及び分岐導波路
６３とで構成されている。
【０００４】入力導波路６１及び分岐導波路６２は、導
波路幅Ｗが等しく、かつ同一直線上に配置されている。
分岐導波路６３は、分岐導波路６２から角度θ方向に分
岐され導波路幅Ｗ１は分岐導波路６２の導波路幅Ｗより
狭く形成されている。入力導波路６１から入射された光
は、分岐導波路６２、６３に導かれる。導かれた光は、
分岐導波路６３方向の光分布が徐々に拡げられる。光は
直進する性質があるので、拡げられた光の大部分は分岐
導波路６２を伝搬し、分岐導波路６３の導波路幅Ｗ１及
び角度θに応じた光量の光のみが分岐されていく。この
ような非対称Ｙ分岐導波路構造により光タップが構成さ
れている。
波路幅Ｗが等しく、かつ同一直線上に配置されている。
分岐導波路６３は、分岐導波路６２から角度θ方向に分
岐され導波路幅Ｗ１は分岐導波路６２の導波路幅Ｗより
狭く形成されている。入力導波路６１から入射された光
は、分岐導波路６２、６３に導かれる。導かれた光は、
分岐導波路６３方向の光分布が徐々に拡げられる。光は
直進する性質があるので、拡げられた光の大部分は分岐
導波路６２を伝搬し、分岐導波路６３の導波路幅Ｗ１及
び角度θに応じた光量の光のみが分岐されていく。この
ような非対称Ｙ分岐導波路構造により光タップが構成さ
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで上述した従来
の光タップにおいては、分岐導波路６２、６３の分岐点
６４付近の微細加工を行うことができないので、分岐点
６４になまり６５が形成されてしまう。このため放射損
失の増加、分岐比のばらつき等の問題点があった。放射
損失を低減するため分岐導波路６３の角度θを小さくす
るとなまり６５が大きくなり、放射損失が増加したりす
る。これとは逆に、角度θを大きくすると、分岐点６４
の導波路幅が広くなり、導波路幅Ｗにおけるカットオフ
波長付近において単一モードでなくなり高次モードが発
生する．このため、カットオフ付近の分岐比にばらつき
が生じる。
の光タップにおいては、分岐導波路６２、６３の分岐点
６４付近の微細加工を行うことができないので、分岐点
６４になまり６５が形成されてしまう。このため放射損
失の増加、分岐比のばらつき等の問題点があった。放射
損失を低減するため分岐導波路６３の角度θを小さくす
るとなまり６５が大きくなり、放射損失が増加したりす
る。これとは逆に、角度θを大きくすると、分岐点６４
の導波路幅が広くなり、導波路幅Ｗにおけるカットオフ
波長付近において単一モードでなくなり高次モードが発
生する．このため、カットオフ付近の分岐比にばらつき
が生じる。
【０００６】また、光回路構造的に入力導波路６１を伝
搬してきた偶モードの界分布をもつ光は、導波路幅の非
対称な分岐導波路６２、６３の分岐点６４に入射するた
め、分岐導波路６２、６３には奇モードの界分布が発生
し、偶モードとモード結合を起こすため、広波長帯城に
わたり一定の分岐比が得られにくくなる。
搬してきた偶モードの界分布をもつ光は、導波路幅の非
対称な分岐導波路６２、６３の分岐点６４に入射するた
め、分岐導波路６２、６３には奇モードの界分布が発生
し、偶モードとモード結合を起こすため、広波長帯城に
わたり一定の分岐比が得られにくくなる。
【０００７】以上のような問題点があるため、非対称な
Ｙ分岐導波路を用いた光タップは、光回路作製における
歩留まりの低下を招くという問題があった。
Ｙ分岐導波路を用いた光タップは、光回路作製における
歩留まりの低下を招くという問題があった。
【０００８】そこで本発明の目的は、放射損失が小さ
く、かつ広波長帯域にわたり一定の分岐比が得られ、製
造時の分岐比ばらつきが少ないＹ分岐導波路型光タップ
を提供することにある。
く、かつ広波長帯域にわたり一定の分岐比が得られ、製
造時の分岐比ばらつきが少ないＹ分岐導波路型光タップ
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
に本発明は、入力導波路と、入力導波路の出力側に接続
され入力側から出力側にわたって幅が拡がったテーパ導
波路と、テーパ導波路の出力側に接続された２つの分岐
導波路とを備えたＹ分岐導波路型光タップにおいて、両
分岐導波路の導波路幅がその中間付近で異なるようにし
たものである。
に本発明は、入力導波路と、入力導波路の出力側に接続
され入力側から出力側にわたって幅が拡がったテーパ導
波路と、テーパ導波路の出力側に接続された２つの分岐
導波路とを備えたＹ分岐導波路型光タップにおいて、両
分岐導波路の導波路幅がその中間付近で異なるようにし
たものである。
【００１０】上記構成に加え本発明は、導波路幅が異な
る２つの分岐導波路を、テーパ導波路側付近及び出力側
付近において導波路幅が等しくしたものである。
る２つの分岐導波路を、テーパ導波路側付近及び出力側
付近において導波路幅が等しくしたものである。
【００１１】上記構成に加え本発明は、２つの分岐導波
路を、テーパ導波路との接続部において互いに接するこ
となく間隔を隔てて接続したものである。
路を、テーパ導波路との接続部において互いに接するこ
となく間隔を隔てて接続したものである。
【００１２】上記構成に加え本発明は、２つの分岐導波
路を、テーパ導波路側で導波路幅が入力導波路幅より狭
く、出力側で入力導波路幅と等しくなるように徐々にテ
ーパ状に拡げたものである。
路を、テーパ導波路側で導波路幅が入力導波路幅より狭
く、出力側で入力導波路幅と等しくなるように徐々にテ
ーパ状に拡げたものである。
【００１３】上記構成に加え本発明は、２つの分岐導波
路形状を、直線のテーパ導波路、単一曲率の曲がりテー
パ導波路、正弦曲線及び余弦曲線のテーパ導波路等で形
成したものである。
路形状を、直線のテーパ導波路、単一曲率の曲がりテー
パ導波路、正弦曲線及び余弦曲線のテーパ導波路等で形
成したものである。
【００１４】上記構成によって、偶モード界分布の光が
入力導波路を伝搬すると、入力側の幅の等しい分岐導波
路の中心に入力するので、奇モードが発生すること無く
偶モードのみの界分布として両分岐導波路内を伝搬す
る。２つの分岐導波路幅の内、導波路幅の広い方に多く
の光が分岐するので、光の界分布は左右非対称な偶モー
ドとなる。分岐導波路が互いに離れるに従い、左右非対
象となった偶モードの界分布は、それぞれの分岐導波路
に分岐して光タップとして機能する。
入力導波路を伝搬すると、入力側の幅の等しい分岐導波
路の中心に入力するので、奇モードが発生すること無く
偶モードのみの界分布として両分岐導波路内を伝搬す
る。２つの分岐導波路幅の内、導波路幅の広い方に多く
の光が分岐するので、光の界分布は左右非対称な偶モー
ドとなる。分岐導波路が互いに離れるに従い、左右非対
象となった偶モードの界分布は、それぞれの分岐導波路
に分岐して光タップとして機能する。
【００１５】したがって放射損失が小さく、広波長帯城
にわたって分岐比ばらつきの少ない、製造誤差の少ない
Ｙ分岐導波路型光タップが得られる。
にわたって分岐比ばらつきの少ない、製造誤差の少ない
Ｙ分岐導波路型光タップが得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【００１７】図１（ａ）は本発明のＹ分岐導波路型光タ
ップの平面図であり、図１（ｂ）はその（楕円内）部分
拡大図である。
ップの平面図であり、図１（ｂ）はその（楕円内）部分
拡大図である。
【００１８】入力導波路１１の出力側には、入力側から
出力側にわたって導波路幅が広がったテーパ導波路１０
が接続されている。テーパ導波路１０の出力側には２つ
の分岐導波路１３、１４が接続されている。これら入力
導波路１１、テーパ導波路１０及び分岐導波路１３、１
４でＹ分岐導波路型光タップが構成されている。尚、Ｌ
ｃはＹ分岐導波路型光タップの中心軸を示す。
出力側にわたって導波路幅が広がったテーパ導波路１０
が接続されている。テーパ導波路１０の出力側には２つ
の分岐導波路１３、１４が接続されている。これら入力
導波路１１、テーパ導波路１０及び分岐導波路１３、１
４でＹ分岐導波路型光タップが構成されている。尚、Ｌ
ｃはＹ分岐導波路型光タップの中心軸を示す。
【００１９】分岐導波路１３の導波路幅は、テーパ導波
路１０側でＷ１と等しく、出力側でＷと等しい。分岐導
波路１４の導波路幅は、テーパ導波路１０側でＷ１と等
しく、出力側でＷと等しいが、両分岐導波路１３、１４
はその中間においてそれぞれの導波路幅が異なってい
る。また、分岐導波路１３、１４は、テーパ導波路１０
側で導波路幅Ｗ１が入力導波路１１の幅Ｗよりも狭く、
出力側で入力導波路１１と同じ導波路幅Ｗまでテーパ状
に徐々に広がっている。分岐導波路１３、１４の形状
は、直線のテーパ導波路、単一曲率の曲がりテーパ導波
路、正弦曲線及び余弦曲線のテーパ導波路等で形成され
ている。
路１０側でＷ１と等しく、出力側でＷと等しい。分岐導
波路１４の導波路幅は、テーパ導波路１０側でＷ１と等
しく、出力側でＷと等しいが、両分岐導波路１３、１４
はその中間においてそれぞれの導波路幅が異なってい
る。また、分岐導波路１３、１４は、テーパ導波路１０
側で導波路幅Ｗ１が入力導波路１１の幅Ｗよりも狭く、
出力側で入力導波路１１と同じ導波路幅Ｗまでテーパ状
に徐々に広がっている。分岐導波路１３、１４の形状
は、直線のテーパ導波路、単一曲率の曲がりテーパ導波
路、正弦曲線及び余弦曲線のテーパ導波路等で形成され
ている。
【００２０】テーパ導波路１０と分岐導波路１３、１４
の接続部分において、導波路の微細加工を無くすため分
岐導波路１３、１４を間隔ＷＢだけ離して接続してい
る。
の接続部分において、導波路の微細加工を無くすため分
岐導波路１３、１４を間隔ＷＢだけ離して接続してい
る。
【００２１】図２は、図１に示した分岐導波路の導波路
幅と長さとの関係を示す図であり、図３は図１に示した
分岐導波路の各断面における界分布を示す図である。
幅と長さとの関係を示す図であり、図３は図１に示した
分岐導波路の各断面における界分布を示す図である。
【００２２】図２に示すように、分岐導波路１３、１４
の幅は、ｂ−ｂ断面において共にＷ１であるが、導波路
幅がＷ１からＷまでテーパ状に徐々に変化する際に互い
に異なっている。この導波路幅の変化は１次関数的に変
化しているが、これに限定されるものではない。
の幅は、ｂ−ｂ断面において共にＷ１であるが、導波路
幅がＷ１からＷまでテーパ状に徐々に変化する際に互い
に異なっている。この導波路幅の変化は１次関数的に変
化しているが、これに限定されるものではない。
【００２３】このようにＹ分岐導波路型光タップは、分
岐導波路１３、１４の導波路幅を入出力側においては等
しく、中間部においては異なるように形成されている。
岐導波路１３、１４の導波路幅を入出力側においては等
しく、中間部においては異なるように形成されている。
【００２４】このように構成したことで、図３に示すよ
うに、入力導波路１１を伝搬してきた中心軸に対称な偶
モード界分布Ｍ１が、分岐導波路１３、１４を伝搬する
時は、まず、左右対称の導波路幅Ｗ１をもつ分岐導波路
１３、１４の中心に入射する（ａ−ａ断面）ので，奇モ
ードの界分布が発生することが無く偶モードのみの界分
布（ｂ−ｂ断面）Ｍ２としてテーパ導波路内を伝搬す
る。したがって、奇モードの界分布の発生がないため、
偶モードのモード結合が無くなり広波長帯域にわたり一
定の分岐比が得られる。
うに、入力導波路１１を伝搬してきた中心軸に対称な偶
モード界分布Ｍ１が、分岐導波路１３、１４を伝搬する
時は、まず、左右対称の導波路幅Ｗ１をもつ分岐導波路
１３、１４の中心に入射する（ａ−ａ断面）ので，奇モ
ードの界分布が発生することが無く偶モードのみの界分
布（ｂ−ｂ断面）Ｍ２としてテーパ導波路内を伝搬す
る。したがって、奇モードの界分布の発生がないため、
偶モードのモード結合が無くなり広波長帯域にわたり一
定の分岐比が得られる。
【００２５】次に、中心軸Ｌｃに対称であった偶モード
の界分布は、分岐導波路１３、１４を伝搬するにつれ互
いの導波路幅が異なってくるので、導波路幅が広い（導
波路の伝搬定数大きい）分岐導波路１４側に多くの光が
分岐していき、光の界分布Ｍ３はｃ−ｃ断面のように左
右非対称な偶モードとなる。分岐導波路１３、１４が互
いに離れるに従い、左右非対称となった偶モードの界分
布（ｃ−ｃ断面）Ｍ３は、それぞれの分岐導波路１３、
１４に分岐（ｄ−ｄ断面、ｅ−ｅ断面）したχ分布Ｍ
４、Ｍ５となる。したがって分岐導波路１３、１４は光
タップとして機能する。
の界分布は、分岐導波路１３、１４を伝搬するにつれ互
いの導波路幅が異なってくるので、導波路幅が広い（導
波路の伝搬定数大きい）分岐導波路１４側に多くの光が
分岐していき、光の界分布Ｍ３はｃ−ｃ断面のように左
右非対称な偶モードとなる。分岐導波路１３、１４が互
いに離れるに従い、左右非対称となった偶モードの界分
布（ｃ−ｃ断面）Ｍ３は、それぞれの分岐導波路１３、
１４に分岐（ｄ−ｄ断面、ｅ−ｅ断面）したχ分布Ｍ
４、Ｍ５となる。したがって分岐導波路１３、１４は光
タップとして機能する。
【００２６】図４は、図１に示したＹ分岐導波路の導波
路幅増加率と分岐比及び放射損失との関係を示す。同図
において横軸は導波路幅増加率軸、左縦軸は分岐比軸、
右縦軸は放射損失軸である。
路幅増加率と分岐比及び放射損失との関係を示す。同図
において横軸は導波路幅増加率軸、左縦軸は分岐比軸、
右縦軸は放射損失軸である。
【００２７】導波路幅増加率ｐは、図２に示すポート１
（分岐導波路１３）の導波路幅がＷ１からＷになるまで
の距離Ｌ１でポート（分岐導波路１４）の導波路幅がＷ
１からＷになるまでの距離Ｌ２を割ったものとする。分
岐比は、導波路幅増加率ｐの減少とともに大きくなる。
また、放射損失は０．１２ｄＢ以下と小さい。
（分岐導波路１３）の導波路幅がＷ１からＷになるまで
の距離Ｌ１でポート（分岐導波路１４）の導波路幅がＷ
１からＷになるまでの距離Ｌ２を割ったものとする。分
岐比は、導波路幅増加率ｐの減少とともに大きくなる。
また、放射損失は０．１２ｄＢ以下と小さい。
【００２８】図５は、図１に示したＹ分岐導波路の損失
波長特性を示す図である。同図において横軸は波長軸で
あり、縦軸は挿入損失軸である。尚、導波路幅増加率ｐ
は０．６３であり、分岐比は１：１．７である。
波長特性を示す図である。同図において横軸は波長軸で
あり、縦軸は挿入損失軸である。尚、導波路幅増加率ｐ
は０．６３であり、分岐比は１：１．７である。
【００２９】ポート１（分岐導波路１３）及びポート２
（分岐導波路１４）とも波長１．２５μｍ〜１．６５μ
ｍ帯においてほぼ平坦な特性が得られるのが分かる。
（分岐導波路１４）とも波長１．２５μｍ〜１．６５μ
ｍ帯においてほぼ平坦な特性が得られるのが分かる。
【００３０】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００３１】両分岐導波路の導波路幅がその中間付近で
異なるようにしたので、放射損失が小さく、かつ広波長
帯域にわたり一定の分岐比が得られ、製造時の分岐比ば
らつきが少ないＹ分岐導波路型光タップが得られる。
異なるようにしたので、放射損失が小さく、かつ広波長
帯域にわたり一定の分岐比が得られ、製造時の分岐比ば
らつきが少ないＹ分岐導波路型光タップが得られる。
【図１】（ａ）は本発明のＹ分岐導波路型光タップの平
面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【図２】図１に示したＹ分岐導波路の導波路幅と長さと
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図３】図１に示したＹ分岐導波路の各断面における界
分布を示す図である。
分布を示す図である。
【図４】図１に示したＹ分岐導波路の導波路幅増加率と
分岐比及び放射損失との関係を示す。
分岐比及び放射損失との関係を示す。
【図５】図１に示したＹ分岐導波路の損失波長特性を示
す図である。
す図である。
【図６】（ａ）は従来の光タップの平面図であり、
（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【符号の説明】 １０ テーパ導波路 １１ 入力導波路 １３、１４ 分岐導波路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩田 恒夫 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】 入力導波路と、該入力導波路の出力側に
接続され入力側から出力側にわたって幅が拡がったテー
パ導波路と、該テーパ導波路の出力側に接続された２つ
の分岐導波路とを備えたＹ分岐導波路型光タップにおい
て、両分岐導波路の導波路幅がその中間付近で異なるよ
うにしたことを特徴とするＹ分岐導波路型光タップ。 - 【請求項２】 導波路幅が異なる２つの分岐導波路を、
テーパ導波路側付近及び出力側付近において導波路幅が
等しくした請求項１記載のＹ分岐導波路型光タップ。 - 【請求項３】 ２つの分岐導波路を、テーパ導波路との
接続部において互いに接することなく間隔を隔てて接続
した請求項１記載のＹ分岐導波路型光タップ。 - 【請求項４】 ２つの分岐導波路を、テーパ導波路側で
導波路幅が入力導波路幅より狭く、出力側で入力導波路
幅と等しくなるように徐々にテーパ状に拡げた請求項１
記載のＹ分岐導波路型光タップ。 - 【請求項５】 ２つの分岐導波路形状を、直線のテーパ
導波路、単一曲率の曲がりテーパ導波路、正弦曲線及び
余弦曲線のテーパ導波路等で形成した請求項１記載のＹ
分岐導波路型光タップ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26982195A JP3152127B2 (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | Ｙ分岐導波路型光タップ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26982195A JP3152127B2 (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | Ｙ分岐導波路型光タップ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09113743A true JPH09113743A (ja) | 1997-05-02 |
| JP3152127B2 JP3152127B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=17477647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26982195A Expired - Fee Related JP3152127B2 (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | Ｙ分岐導波路型光タップ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3152127B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6236784B1 (en) | 1998-08-10 | 2001-05-22 | Hitachi, Ltd. | Y branching optical waveguide and optical integrated circuit |
| KR100421149B1 (ko) * | 2001-07-11 | 2004-03-04 | 삼성전자주식회사 | 3차원적으로 테이퍼진 연결부를 구비하는 광도파로열 격자 제작 방법 |
| KR100429567B1 (ko) * | 2002-02-20 | 2004-04-29 | 삼성전자주식회사 | 광세기 분할기 |
| US7076125B2 (en) | 2001-02-28 | 2006-07-11 | Nec Corporation | Optical circuit element and production method therefor, array-form optical circuit element, optical circuit device using it |
| JP2015184680A (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-22 | シーゲイト テクノロジー エルエルシー | 分岐された導波路構成を含む装置、および光を変換するための方法 |
| CN111679385A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-18 | 无锡市芯飞通光电科技有限公司 | 一种波长不敏感不均分光分路器的实现方法 |
-
1995
- 1995-10-18 JP JP26982195A patent/JP3152127B2/ja not_active Expired - Fee Related
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