JPH11109160A - Optical waveguide design device, its offset quantity designing method, and recording medium - Google Patents

Optical waveguide design device, its offset quantity designing method, and recording medium

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JPH11109160A
JPH11109160A JP9271677A JP27167797A JPH11109160A JP H11109160 A JPH11109160 A JP H11109160A JP 9271677 A JP9271677 A JP 9271677A JP 27167797 A JP27167797 A JP 27167797A JP H11109160 A JPH11109160 A JP H11109160A
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JP
Japan
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waveguide
optical waveguide
refractive index
design
curved
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Application number
JP9271677A
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Japanese (ja)
Inventor
Takuo Hirono
卓夫 廣野
Masaki Kamitoku
正樹 神徳
Yuzo Yoshikuni
裕三 吉国
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily provide the offset quantity, and improve the response of a computer through the arrangement design and the pattern display of a wave guide by respectively inputting the refractive index of a waveguide core, the equivalent refractive index of the straight waveguide basic mode, the equivalent refractive index of the primary mode of the waveguide, the radius of bend of a curved waveguide and the wavelength of the light in vacuum, and calculating the offset quantity in accordance with the prescribed expression. SOLUTION: In the offset quantity design method of an optical waveguide design device to design the route of an optical waveguide, the refractive index Ncore of a waveguide core, the equivalent refractive indexncq.0 of the basic mode of a straight waveguide, the equivalent refractive indexncq.1 of the primary mode of the straight waveguide, the radius R of bend of a curved waveguide, and the wavelength λ of the light in vacuum are respectively inputted in the optical waveguide design device in order to design the offset quantity δS of a curved part of optical waveguide. The offset quantity δS is calculated in accordance with the expression based on these inputted values in the optical waveguide design device. A program to run the function of the optical waveguide design device by a computer is recorded.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光導波路の配置、経
路等の設計に関連して、光導波路のオフセット量を計算
により決定する光導波路設計装置およびそのオフセット
量設計方法ならびに記録媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide designing apparatus for determining the offset amount of an optical waveguide by calculation, a method of designing the offset amount, and a recording medium, in relation to the design of the arrangement and the path of the optical waveguide.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信技術の進展に伴い、基板上に形成
された光導波路を用いて、光の合波、分波を行う導波型
光集積素子が広く用いられるようになっている。基板上
に形成された光導波路においては、直線導波路と曲線導
波路では、導波路断面での電界強度分布は異なってい
る。そのため、直線導波路と曲線導波路の接続部におい
て、直線導波路を基本モードで伝播して来た入射光が、
部分的に、曲線導波路の1次モードに変換する。曲線導
波路の1次モードに変換した光はノイズとなり、素子性
能を劣化させる(C. van Dam, et. al.“Elimination of
ghost images in the response of PHASER-demultiple
xers, ”ECIO'97, (1997))。変換率は直線導波路の中心
と曲線導波路中心をずらすことにより、低下させること
ができる。直線導波路の中心と曲線導波路中心をずらす
ことは一般に“オフセット”と言われ、ずらす量は“オ
フセット量”と言われている(岡本勝就、“光導波路の
基礎,”第7章、コロナ社、東京、(1992))。
2. Description of the Related Art With the development of optical communication technology, a waveguide-type optical integrated device for multiplexing and demultiplexing light using an optical waveguide formed on a substrate has been widely used. In an optical waveguide formed on a substrate, a straight waveguide and a curved waveguide have different electric field intensity distributions on the waveguide cross section. Therefore, at the connection between the straight waveguide and the curved waveguide, the incident light propagating through the straight waveguide in the fundamental mode becomes
Partially convert to the first order mode of the curved waveguide. Light converted to the first-order mode of the curved waveguide becomes noise and degrades device performance (C. van Dam, et. Al. “Elimination of
ghost images in the response of PHASER-demultiple
xers, "ECIO'97, (1997). The conversion can be reduced by shifting the center of the straight waveguide and the center of the curved waveguide. It is generally called "offset" and the amount of shift is called "offset amount" (Katsuyuki Okamoto, "Basics of Optical Waveguides", Chapter 7, Corona, Tokyo, (1992)).

【0003】素子製作においては、直線導波路を基本モ
ードで伝播して来た入射光が曲線導波路の1次モードに
変換しないような“オフセット量”を設計する必要があ
る。本明細書ではかかる“オフセット量”を“適切なオ
フセット量”と呼ぶことにする。
In device fabrication, it is necessary to design an "offset amount" so that incident light propagating in a linear waveguide in a fundamental mode is not converted into a first mode of a curved waveguide. In the present specification, such “offset amount” will be referred to as “appropriate offset amount”.

【0004】直線導波路を基本モードから曲線導波路の
1次モードへの変換の素子は曲がり半径に依って変わる
ため、“オフセット量”を曲がり半径に応じて適切に設
定する必要がある。直線導波路の基本モードから曲線導
波路の1次モードに変換率は、直線導波路を基本モード
電界強度プロファイルと曲線導波路の1次モード電界強
度プロファイルの重なり積分に比例する。そこで、従
来、直線導波路を基本モードから曲線導波路の1次モー
ドに変換しない“オフセット量”を求めるためには、直
線導波路を基本モード電界強度プロファイルと曲線導波
路の1次モード電界強度プロファイルを求め、それをず
らして重なり積分を求め、重なり積分が0となるずらし
量を探し出していた(C. van Dam, et. al.“Eliminatio
n of ghostimages in the response of PHASER-demulti
plexers, ”ECIO'97, (1997))。
An element for converting a linear waveguide from a fundamental mode to a first-order mode of a curved waveguide changes depending on a bending radius. Therefore, it is necessary to appropriately set an "offset amount" according to the bending radius. The conversion ratio from the fundamental mode of the straight waveguide to the first mode of the curved waveguide is proportional to the overlap integral of the fundamental mode electric field profile of the straight waveguide and the first mode electric field profile of the curved waveguide. Conventionally, in order to obtain an “offset amount” that does not convert a linear waveguide from a fundamental mode to a primary mode of a curved waveguide, it is necessary to convert the linear waveguide into a fundamental mode electric field profile and a primary mode electric field intensity of the curved waveguide. The profile was obtained, the overlap integral was obtained by shifting the profile, and the shift amount at which the overlap integral became 0 was found (C. van Dam, et. Al. “Eliminatio
n of ghostimages in the response of PHASER-demulti
plexers, "ECIO'97, (1997)).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】CADなどを利用した
光導波路設計装置を構築しようとする場合、従来のオフ
セット量設計方法では、“適切なオフセット量”を求め
るためには曲線導波路の1次モード電界強度プロファイ
ルを計算する必要があった。また、種々のオフセット量
について、直線導波路を基本モード電界強度プロファイ
ルと曲線導波路の1次モード電界強度プロファイルの重
なり積分を求め、“適切なオフセット量”を探し出さな
ければならず、多くの計算量を必要とした。
When an optical waveguide designing apparatus utilizing CAD or the like is to be constructed, the conventional offset amount designing method requires the first order of a curved waveguide to obtain an “appropriate offset amount”. It was necessary to calculate the mode field strength profile. Further, for various offset amounts, it is necessary to find an overlap integral between the fundamental mode electric field intensity profile of the linear waveguide and the first mode electric field intensity profile of the curved waveguide, and to find an “appropriate offset amount”. Needed computational complexity.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項1の発明は、光導波路の経路を設計す
る光導波路設計装置において、光導波路の曲線部部分の
オフセット量δs の設計のために導波路コアの屈折率n
core、直線導波路基本モードの等価屈折率neq,0、直線
導波路1次モードの等価屈折率neq,1、曲線導波路の曲
り半径Rの値および光の真空中の波長λをそれぞれ入力
する入力手段と、当該入力された値に基づき、
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided an optical waveguide designing apparatus for designing a path of an optical waveguide, wherein an offset amount δ s of a curved portion of the optical waveguide is provided. The refractive index n of the waveguide core
core, linear waveguide fundamental mode effective refractive index n eq, 0, straight waveguide 1 equivalent refractive index of the order mode n eq, 1, the bending radius R of the curved waveguide values and light in a vacuum wavelength λ, respectively Based on the input means to be input and the input value,

【0007】[0007]

【数3】 (Equation 3)

【0008】に従って、オフセット量δs を計算する演
算処理手段とを具えたことを特徴とする。
According [0008], it is characterized in that comprises an arithmetic processing means for calculating the offset amount [delta] s.

【0009】請求項2の発明は、光導波路の経路を設計
する光導波路設計装置のオフセット量設計方法におい
て、光導波路の曲線部部分のオフセット量δs の設計の
ために導波路コアの屈折率ncore、直線導波路基本モー
ドの等価屈折率neq,0、直線導波路1次モードの等価屈
折率neq,1、曲線導波路の曲り半径Rの値および光の真
空中の波長λをそれぞれ前記光導波路設計装置に入力
し、当該入力された値に基づき、
According to a second aspect of the present invention, there is provided an offset amount designing method of an optical waveguide designing apparatus for designing a path of an optical waveguide, wherein the refractive index of the waveguide core is designed for designing the offset amount δ s of a curved portion of the optical waveguide. n core, linear waveguide fundamental mode effective refractive index n eq, 0, the equivalent refractive index n eq linear waveguide first-order mode, 1, the wavelength λ in vacuum values and light bending radius R of the curved waveguide Each input to the optical waveguide design device, based on the input value,

【0010】[0010]

【数4】 (Equation 4)

【0011】に従って、オフセット量δs を前記光導波
路設計装置内において計算することを特徴とする。
In accordance with the present invention, the offset amount δ s is calculated in the optical waveguide designing apparatus.

【0012】請求項3の発明は、請求項1または請求項
2に記載の光導波路設計装置の機能をコンピュータによ
り実行するためのプログラムを記録したことを特徴とす
る。
A third aspect of the present invention is characterized in that a program for executing the function of the optical waveguide designing apparatus according to the first or second aspect by a computer is recorded.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0014】最初にオフセット設計方法について説明す
る。“適切なオフセット量”の設計を導波路コアの屈折
率、直線導波路基本モードの等価屈折率、直線導波路1
次モードの等価屈折率と曲線導波路の曲り半径、光の真
空中の波長の値をもとに行う。
First, the offset design method will be described. The design of “appropriate offset amount” depends on the refractive index of the waveguide core, the equivalent refractive index of the fundamental mode of the linear waveguide, and the linear waveguide 1
This is performed based on the values of the equivalent refractive index of the next mode, the bending radius of the curved waveguide, and the wavelength of light in a vacuum.

【0015】導波路の進行方向をz方向とし、それに垂
直な方向(導波路断面方向)をx方向とした場合、直線
導波路のi番目のモードの等価屈折率neq,iと電界強度
プロファイルψi (x)は
When the traveling direction of the waveguide is set to the z direction and the direction perpendicular thereto (the cross-sectional direction of the waveguide) is set to the x direction, the equivalent refractive index n eq, i of the i-th mode of the linear waveguide and the electric field intensity profile ψ i (x) is

【0016】[0016]

【数5】 (Equation 5)

【0017】という、波動方程式を満足する。ここで、
ωは光の角振動数、cは真空中の光速、n(x)は導波
路断面の屈折率分布である。ここで、導波路の中心をx
=0とする。電界強度プロファイルψi (x)は次のよ
うに規格化されているとする。
That is, the wave equation is satisfied. here,
ω is the angular frequency of light, c is the speed of light in vacuum, and n (x) is the refractive index distribution of the waveguide cross section. Here, the center of the waveguide is x
= 0. It is assumed that the electric field intensity profile ψ i (x) is standardized as follows.

【0018】[0018]

【数6】 (Equation 6)

【0019】数6式の積分はxの全領域に亙って行われ
るものとする(以下、積分についてはすべて同様とす
る)。
The integration of equation (6) is performed over the entire region of x (hereinafter, all integrations are the same).

【0020】この直線導波路を断面形状を同一に保ち、
半径Rの曲り導波路とした場合、曲線導波路のi番目の
モードの等価屈折率neq,b,iと電界強度プロファイルη
i (x)は
This linear waveguide has the same sectional shape,
When a curved waveguide having a radius R is used, the equivalent refractive index n eq, b, i of the i-th mode of the curved waveguide and the electric field intensity profile η
i (x) is

【0021】[0021]

【数7】 (Equation 7)

【0022】という、波動方程式を満足するφi (x)
を用いて、
Φ i (x) that satisfies the wave equation
Using,

【0023】[0023]

【数8】 (Equation 8)

【0024】と書き表すことができる(C. Vassallo,
“Optical Waveguide Concepts”, Chap. 5, Elsevie
r)。ここで、φi (x)も以下のように規格化されてい
るとする。
(C. Vassallo,
“Optical Waveguide Concepts”, Chap. 5, Elsevie
r). Here, it is assumed that φ i (x) is also standardized as follows.

【0025】[0025]

【数9】 (Equation 9)

【0026】通常、曲り半径は導波路幅に比べ極めて大
きく、電界強度プロファイルの広がりの範囲で、2x/
Rは数十分の1程度の大きさである。そこで、摂動法に
より、数7式の解を数5式の解により記述することがで
きる。φ1 (x)は
Usually, the bending radius is much larger than the waveguide width, and 2 × /
R is about one-tenth of a magnitude. Therefore, the solution of Equation 7 can be described by the solution of Equation 5 by the perturbation method. φ 1 (x) is

【0027】[0027]

【数10】 (Equation 10)

【0028】となる。従って、曲線導波路1次モードの
電界強度プロファイルηi (x)は以下のように書け
る。
## EQU1 ## Therefore, the electric field intensity profile η i (x) of the first-order mode of the curved waveguide can be written as follows.

【0029】[0029]

【数11】 [Equation 11]

【0030】直線導波路基本モードをThe linear waveguide fundamental mode is

【0031】[0031]

【外1】 [Outside 1]

【0032】[0032]

【数12】 (Equation 12)

【0033】で与えられる。ここで、δはオフセット量
である。
Is given by Here, δ is an offset amount.

【0034】曲線導波路1次モードの電界プロファイル
とオフセットさせた直線導波路基本モードの電界強度プ
ロファイルの重なり積分のR1/2 倍は、
R 1/2 times the overlap integral of the electric field profile of the curved waveguide primary mode and the electric field intensity profile of the offset linear waveguide fundamental mode is:

【0035】[0035]

【数13】 (Equation 13)

【0036】と計算できる。Can be calculated.

【0037】“適切なオフセット量”はこの重なり積分
を0とするオフセット量δであるから、それをδs とす
ると
Since the “appropriate offset amount” is an offset amount δ where the overlap integral is 0, if it is δ s ,

【0038】[0038]

【数14】 [Equation 14]

【0039】となる。通常、光は導波路のコア部分に閉
じ込められているので、良い近似で次式が成り立つ。
## EQU1 ## Since the light is usually confined in the core of the waveguide, the following equation holds with good approximation.

【0040】[0040]

【数15】 (Equation 15)

【0041】ここで、ncoreは、コアの屈折率である。Here, n core is the refractive index of the core.

【0042】また、一般に、k次モードと1次モード
(kと1は異なるとする)の間には次の関係式が成り立
つ。
In general, the following relational expression holds between the k-th mode and the first-order mode (k and 1 are different).

【0043】[0043]

【数16】 (Equation 16)

【0044】以上から、“適切なオフセット量”δsFrom the above, the “appropriate offset amount” δ s is

【0045】[0045]

【数17】 [Equation 17]

【0046】と求まる。ここで、λは光の真空中の波長
である。通常、直線基本モードの等価屈折率neq,0と直
線1次モードの等価屈折率neq,1の差はそれらの自体の
値に比べて、数%程度以下であり、数17式中括弧{}
内第二項は無視することができる。従って、“適切なオ
フセット量”δs
Is obtained. Here, λ is the wavelength of light in vacuum. Usually, the difference in the equivalent refractive index n eq, 1 in the equivalent refractive index n eq, 0 and a linear first-order mode of the linear fundamental mode as compared to the value of their own, not more than several%, braces number 17 formula {}
The second term can be ignored. Thus, "appropriate offset amount" [delta] s is

【0047】[0047]

【数18】 (Equation 18)

【0048】と求まる。本実施形態では、数18式を用
いて適切なオフセット量を設計する。数18式には、導
波路モードの電界強度プロファイルは含まれていないの
で、重なり積分を行わなくてもδs を求めることができ
る。また、曲線導波路の等価屈折率は含まれていないの
で、曲線導波路についてモード解析を行う必要が無い。
Is obtained. In the present embodiment, an appropriate offset amount is designed using Expression (18). Since Expression 18 does not include the electric field intensity profile of the waveguide mode, δ s can be obtained without performing overlap integration. Further, since the equivalent refractive index of the curved waveguide is not included, it is not necessary to perform the mode analysis on the curved waveguide.

【0049】このようなオフセット量設計方法を採用し
た光導波路設計装置を次に説明する。
An optical waveguide designing apparatus employing such an offset amount designing method will be described below.

【0050】図1は光導波路設計装置のシステム構成を
示す。図1において、コンピュータ1にはパーソナルコ
ンピュータ等の情報処理装置を使用することができる。
コンピュータ1内には、CAD(Computer Aided Desig
n) と呼ばれる部品配置設計ソフトが搭載されている。
コンピュータ1には入力装置としてキーボード2および
マウス4が接続される。キーボード2は各種パラメータ
の数値の入力に使用され、マウス4は表示画面上の位置
指定に使用される。
FIG. 1 shows a system configuration of an optical waveguide designing apparatus. In FIG. 1, an information processing device such as a personal computer can be used as the computer 1.
The computer 1 has a CAD (Computer Aided Desig)
n) The component placement design software called is installed.
A keyboard 2 and a mouse 4 are connected to the computer 1 as input devices. The keyboard 2 is used for inputting numerical values of various parameters, and the mouse 4 is used for specifying a position on the display screen.

【0051】ディスプレイ3は、配置設計された光導波
路を表示する。ユーザは配置すべき導波路の端点の位置
をマウス4により指示し、上述のオフセット量を得るた
めに必要な数18式のパラメータをキーボード2から入
力する。一般的に知られているCADソフトは円弧、直
線といった作画機能を有しているものの、光導波路に固
有のオフセットを作画する機能までは有していない。
The display 3 displays the optical waveguides arranged and designed. The user designates the position of the end point of the waveguide to be arranged with the mouse 4 and inputs the parameters of Expression 18 necessary for obtaining the above-mentioned offset amount from the keyboard 2. Although generally known CAD software has a function of drawing an arc or a straight line, it does not have a function of drawing an offset unique to an optical waveguide.

【0052】そこで、光導波路設計装置として一般のC
ADソフトを使用する場合にはオフセット作画機能を持
たせる必要がある。光導波路専用の設計装置として本願
出願人は、特願平8−280044号、特願平9−16
8414号を提案しているので参考にされたい。
Therefore, a general C waveguide device is used as an optical waveguide design device.
When using AD software, it is necessary to provide an offset drawing function. As a design device exclusively for optical waveguides, the present applicant has disclosed in Japanese Patent Application Nos. 8-280044 and 9-16.
Please refer to it as you propose No. 8414.

【0053】オフセット量を考慮した導波路の作画を行
う場合には以下の処理をコンピュータに実行させるとよ
い。
When drawing a waveguide in consideration of the offset amount, the computer may execute the following processing.

【0054】図2の(A)のような導波路を配置する場
合について説明する。数18式で使用するパラメータの
値は予めキーボード2から与えられ、コンピュータ1内
のメモリに保存されているものとする。ユーザは導波路
の端の2点の位置105,106をマウスにより指定す
る。導波路の中心の曲率半径は予め与えられているの
で、導波路の幅から、導波路の外周および内周の円弧の
半径を計算する、2点(符号105,106)を導波路
102の中心円弧の端点とみなして円弧の角度、中心の
位置を計算する。円弧の角度、中心、上記円弧の内周と
外周が定まると、導波路102の外周の図形をメモリ上
に作画することができる。この時点では、オフセットは
考慮されていないので、上述の18式によりオフセット
量(符号108)をコンピュータ1において、計算す
る。次に現在の導波路の位置を円弧の中心方向に計算さ
れたオフセット量だけ、移動すると、オフセットを考慮
した曲線部の導波路の位置が決定される。図2の(A)
の例では、符号109の方向から入射される光は経路1
01を通って、方向110で出射される。
The case where a waveguide as shown in FIG. 2A is arranged will be described. It is assumed that the values of the parameters used in Expression 18 are given in advance from the keyboard 2 and stored in the memory of the computer 1. The user designates two positions 105 and 106 at the ends of the waveguide with a mouse. Since the radius of curvature of the center of the waveguide is given in advance, the radii of the arcs on the outer and inner circumferences of the waveguide are calculated from the width of the waveguide. The angle and center position of the arc are calculated assuming the end point of the arc. When the angle and center of the arc, and the inner and outer circumferences of the arc are determined, a figure of the outer circumference of the waveguide 102 can be drawn on the memory. At this time, since the offset is not considered, the computer 1 calculates the offset amount (reference numeral 108) according to the above equation (18). Next, when the current waveguide position is moved by the calculated offset amount in the direction of the center of the arc, the position of the waveguide in the curved portion considering the offset is determined. (A) of FIG.
In the example shown in FIG.
01 and exit in direction 110.

【0055】以上の処理を実行するとユーザは、表示画
面上で、曲線部の導波路については2点のみを指示する
だけで図2(B)のようなオフセットを考慮した導波路
の配置を行うことができる。
When the above processing is executed, the user places the waveguide in consideration of the offset as shown in FIG. 2 (B) only by designating only two points for the waveguide in the curved portion on the display screen. be able to.

【0056】以上述べた実施形態では、一般的に使用さ
れるCADにより導波路配置設計を行う例を述べたが、
本願出願人が提案した特願平9−168414号の光導
波路設計装置では、2つの光回路の配置の位置および向
きを指定すると、2つの光回路を接続するための導波路
の経路が自動的に決定される。また、この経路の決定に
際して、曲線部分の導波路の位置も自動決定されるの
で、この方法で、曲線部の位置を自動的に指示すること
もことも可能である。
In the embodiment described above, an example has been described in which the waveguide arrangement is designed by using CAD which is generally used.
In the optical waveguide design apparatus of Japanese Patent Application No. 9-168414 proposed by the present applicant, when the position and orientation of the arrangement of two optical circuits are specified, the path of the waveguide for connecting the two optical circuits is automatically set. Is determined. In addition, when the path is determined, the position of the waveguide in the curved portion is also automatically determined, so that the position of the curved portion can be automatically designated by this method.

【0057】さらに、オフセット量の計算のための処理
手順や、オフセットを考慮した導波路の作画のための処
理手順についてはフローチャートで図示しなかったが、
当業者であれば、上述の説明で理解できるはずであり、
コンピュータに搭載するプログラムを作成できるであろ
う。プログラムの記載言語はコンピュータ(CPU)の
種類にあわせて適宜定めればよい。また、上述の処理を
実行するためのプログラムは、フロッピーディスク、C
D−ROM等の各種の携帯用記録媒体に記録しておき、
コンピュータ1内の記憶媒体、たとえば、ハードディス
クにインストール(実装)するとよい。
Further, the processing procedure for calculating the offset amount and the processing procedure for drawing the waveguide in consideration of the offset are not shown in the flowchart.
Those skilled in the art should understand from the above description,
It would be possible to create a program to be installed on a computer. The language of the program may be appropriately determined according to the type of the computer (CPU). Further, a program for executing the above-described processing includes a floppy disk,
Recorded on various portable recording media such as D-ROM,
It may be installed (implemented) on a storage medium in the computer 1, for example, a hard disk.

【0058】[0058]

【実施例】コア幅2.5μm、コア屈折率3.2、クラ
ッド屈折率1.0の導波路について、従来の方法(直線
導波路を基本モードの電界強度プロファイルとそれぞれ
の曲り半径の曲線導波路の1次モードの電界強度プロフ
ァイルをモード解析によって求め、それらの重なり積分
が0となるオフセット量を探索する。)により求めた適
切なoffset量の設計値(符号12)と本発明の方法(直
線導波路の基本モードと1次モードの等価屈折率を求
め、数18式を利用する。)により求めた適切なoffset
量の設計値(符号11)を比較した結果を図3に示す。
通常良く使用される曲り半径250μm以上の場合にお
いて、両者の違いは2nm以下であり、両方法の結果に
ほとんど差は無いと言える。曲線導波路のモード解析や
重なり積分の計算を必要としない本発明の方法は、計算
に必要なメモリスペース、計算時間や手間が少なく、有
用である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS For a waveguide having a core width of 2.5 μm, a core refractive index of 3.2 and a cladding refractive index of 1.0, a conventional method (a straight-line waveguide was used to calculate the electric field intensity profile of the fundamental mode and the curve of each bending radius). An electric field intensity profile of the first-order mode of the wave path is obtained by modal analysis, and an offset amount at which the overlap integral becomes 0 is searched.) The design value (reference numeral 12) of the appropriate offset amount obtained by the method of the present invention (see FIG. The equivalent refractive index of the fundamental mode and the first-order mode of the linear waveguide is obtained, and the appropriate offset obtained by Expression 18 is used.
FIG. 3 shows the result of comparing the design value of the quantity (reference numeral 11).
In the case where the bending radius is 250 μm or more, which is commonly used, the difference between the two is 2 nm or less, and it can be said that there is almost no difference between the results of the two methods. The method of the present invention, which does not require the mode analysis of the curved waveguide or the calculation of the overlap integral, is useful because the memory space required for the calculation, the calculation time and the labor are small.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上、説明したように、請求項1〜3に
よれば導波路コアの屈折率、直線導波路基本モードの等
価屈折率、直線導波路1次モードの等価屈折率、曲線導
波路の曲り半径、光の真空中の波長のみから適切なオフ
セット量を設計できるため、曲線導波路についてのモー
ド解析と重なり積分の計算処理を省略することができ
る。さらに、計算に要する上記導波路コアの屈折率等の
固定値を予めコンピュータに与えておけば、簡単にオフ
セット量が得られるので、導波路の表示画面上の配置設
計、導波路の図形表示についてもコンピュータの応答が
速くなる。さらには、メモリ容量も節約できるといった
効果が得られる。
As described above, according to the first to third aspects, the refractive index of the waveguide core, the equivalent refractive index of the linear waveguide fundamental mode, the equivalent refractive index of the linear waveguide first-order mode, and the curve guide. Since an appropriate offset amount can be designed only from the bending radius of the wave path and the wavelength of light in a vacuum, it is possible to omit the modal analysis and the calculation of the overlap integral for the curved waveguide. Further, if a fixed value such as the refractive index of the waveguide core required for the calculation is given to a computer in advance, the offset amount can be easily obtained. Therefore, the layout design of the waveguide on the display screen and the graphic display of the waveguide are required. Even the computer responds faster. Further, the effect that the memory capacity can be saved can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明実施形態のシステム構成を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a system configuration according to an embodiment of the present invention.

【図2】オフセットを考慮した曲線導波路の作画処理を
説明するための説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram for describing a drawing process of a curved waveguide in consideration of an offset.

【図3】本発明と従来法との比較結果を示す特性図であ
る。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a comparison result between the present invention and a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コンピュータ 2 キーボード 3 ディスプレイ 4 マウス 1 computer 2 keyboard 3 display 4 mouse

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光導波路の経路を設計する光導波路設計
装置において、 光導波路の曲線部部分のオフセット量δs の設計のため
に導波路コアの屈折率ncore、直線導波路基本モードの
等価屈折率neq,0、直線導波路1次モードの等価屈折率
eq,1、曲線導波路の曲り半径Rの値および光の真空中
の波長λをそれぞれ入力する入力手段と、 当該入力された値に基づき、 【数1】 に従って、オフセット量δs を計算する演算処理手段と
を具えたことを特徴とする光導波路設計装置。
1. An optical waveguide designing apparatus for designing a path of an optical waveguide, wherein the refractive index n core of the waveguide core and the linear waveguide fundamental mode are equivalent for designing the offset amount δ s of the curved portion of the optical waveguide. Input means for inputting the refractive index n eq, 0 , the equivalent refractive index n eq, 1 of the first-order mode of the linear waveguide, the value of the bending radius R of the curved waveguide, and the wavelength λ of light in vacuum; Based on the value obtained, Accordingly waveguide design apparatus being characterized in that comprises an arithmetic processing means for calculating the offset amount [delta] s.
【請求項2】 光導波路の経路を設計する光導波路設計
装置のオフセット量設計方法において、 光導波路の曲線部部分のオフセット量δs の設計のため
に導波路コアの屈折率ncore、直線導波路基本モードの
等価屈折率neq,0、直線導波路1次モードの等価屈折率
eq,1、曲線導波路の曲り半径Rの値および光の真空中
の波長λをそれぞれ前記光導波路設計装置に入力し、 当該入力された値に基づき、 【数2】 に従って、オフセット量δs を前記光導波路設計装置内
において計算することを特徴とする光導波路設計装置の
オフセット量設計方法。
2. A offset designing method of the optical waveguide design apparatus for designing a path of the optical waveguide, the refractive index n core of the waveguide core for the design of the offset amount [delta] s of curved portion of the optical waveguide, the linear guide equivalent refractive index of the waveguide fundamental mode n eq, 0, straight waveguide 1 equivalent refractive index of the order mode n eq, 1, the optical waveguide each designed wavelength λ in vacuum values and light bending radius R of the curved waveguide Input to the device, and based on the input value, Accordingly offset design method of the optical waveguide design apparatus and calculates the offset amount [delta] s in the optical waveguide designed device.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の光導波
路設計装置の機能をコンピュータにより実行するための
プログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
3. A recording medium on which is recorded a program for causing a computer to execute the functions of the optical waveguide designing apparatus according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110598327A (en) * 2019-09-16 2019-12-20 中兴光电子技术有限公司 Waveguide drawing method, system, storage medium and terminal

Cited By (2)

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CN110598327A (en) * 2019-09-16 2019-12-20 中兴光电子技术有限公司 Waveguide drawing method, system, storage medium and terminal
CN110598327B (en) * 2019-09-16 2023-06-02 中兴光电子技术有限公司 Waveguide drawing method, system, storage medium and terminal

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