JPH11248948A - Asymmetrical directional coupler type wavelength filter - Google Patents

Asymmetrical directional coupler type wavelength filter

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JPH11248948A
JPH11248948A JP4832098A JP4832098A JPH11248948A JP H11248948 A JPH11248948 A JP H11248948A JP 4832098 A JP4832098 A JP 4832098A JP 4832098 A JP4832098 A JP 4832098A JP H11248948 A JPH11248948 A JP H11248948A
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信也 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the asymmetrical directional coupler type wavelength filter which has such stepped spectrum characteristics that the transmission wavelength range is flat and the side lobe is low by providing the core of one of two optical waveguides with the width or film thickness tapered along the propagation direction. SOLUTION: A channel optical waveguide and an ARROW type optical waveguide are coupled as an upper optical waveguide 1 and a lower optical waveguide 2 at right angles with respect to the substrate surface. The width of the ARROW type optical waveguide is tapered so that the width at the coupling start part of the directional coupling part is wider than that at the coupling end part. The transmission wavelength band ranges from the lower- limit wavelength at which the equivalent refractive index of the width of the coupling start part of the ARROW type optical waveguide is equal to the equivalent refractive index of the width of the channel optical waveguide to the upper- limit wavelength at which the equivalent refractive index of the width of the coupling end part of the ARROW type optical waveguide is equal to the propagation constant of the width of the channel optical waveguide.

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】この出願の発明は、非対称方
向性結合器型波長フィルタに関するものである。さらに
詳しくは、この出願の発明は、WDMシステム等におい
て有用な、パワー移行を全透過波長域において均一に生
じさせることができ、透過波長域が平坦でサイドローブ
が非常に低いステップ状のスペクトル特性を有する、新
しい非対称方向性結合器型波長フィルタに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an asymmetric directional coupler type wavelength filter. More specifically, the invention of this application is useful in a WDM system or the like, and is capable of uniformly causing power transition in all transmission wavelength regions, and has a step-like spectral characteristic having a flat transmission wavelength region and extremely low side lobes. The present invention relates to a new asymmetric directional coupler type wavelength filter having:

【0002】[0002]

【従来の技術とその課題】光ファイバを用いた光通信
は、低伝送損失や広伝送帯域による大容量通信などの非
常に優れた特徴を有するため、高度情報化の進展にとも
なって、その実用化が急速に進んできている。現在、こ
のような光ファイバを用いた光通信では、光信号を発光
する光源とこの光信号を受光して電気信号へ変換する光
検出器との間を1本の光ファイバで結ぶ一方向1対1通
信が実用化されている。
2. Description of the Related Art Optical communication using an optical fiber has very excellent features such as low transmission loss and large capacity communication with a wide transmission band. Is rapidly progressing. At present, in optical communication using such an optical fiber, a single optical fiber connects a light source that emits an optical signal to a photodetector that receives the optical signal and converts the optical signal into an electric signal. One-to-one communication has been put to practical use.

【0003】しかしながら、このような一方向1対1通
信では、伝送できる情報量が非常に限られており、光フ
ァイバの広帯域性を効率良く利用していない。そこで、
さらなる大容量通信化、高機能化のために、1対複数や
複数対複数の端末装置間を結ぶネットワーク光通信が盛
んに研究開発され、実用化が図られている。このネット
ワーク光通信においては、たとえば、一本の光ファイバ
のみにより端末間の双方向通信を行う場合や、異なった
種類の複数信号を1本の光ファイバのみにより伝送する
場合などでは、波長の異なる光を1本の光ファイバに伝
送させ、それぞれの波長に各信号を別々にのせることに
より双方向通信や一方向多重通信を行う波長分割多重通
信(WDM)が採用されている。また、一方向1対1通
信においても、伝送容量を飛躍的に拡大させるに、この
WDMが用いられようとしている。
[0003] However, in such one-way one-to-one communication, the amount of information that can be transmitted is extremely limited, and the broadband characteristics of optical fibers are not efficiently used. Therefore,
Network optical communication for connecting one-to-many or many-to-many terminal devices has been actively researched and developed for further large-capacity communication and high functionality, and is being put to practical use. In this network optical communication, for example, when two-way communication between terminals is performed using only one optical fiber, or when a plurality of different types of signals are transmitted using only one optical fiber, the wavelengths differ. 2. Description of the Related Art Wavelength division multiplexing (WDM), which performs two-way communication or one-way multiplex communication by transmitting light to one optical fiber and separately assigning each signal to each wavelength, is employed. Also, in one-way one-to-one communication, this WDM is being used to dramatically increase the transmission capacity.

【0004】従来より、加入者系WDMシステムにおい
ては、波長1.3μmおよび1.55μmの2つのチャ
ンネルを分割するフィルタの実現が望まれている。この
フィルタはレーザ発信波長の許容誤差の範囲が含まれる
だけの、十分な広帯域特性が必要である。このような波
長フィルタとしては、たとえば、Adiabatic (断熱的)
結合を用いて最適化されたスペクトル特性、すなわち、
透過波長域における透過効率が平坦且つ一様であり、阻
止波長域における透過効率が0となり、さらにこれら2
つの波長域間で透過効率が鋭く変化するステップ状のス
ペクトル特性を有する波長フィルタが提案されている。
Conventionally, in a subscriber WDM system, it has been desired to realize a filter that divides two channels having wavelengths of 1.3 μm and 1.55 μm. This filter needs to have a sufficient broadband characteristic to include the allowable range of the laser emission wavelength. As such a wavelength filter, for example, Adiabatic (adiabatic)
Spectral properties optimized using the combination, i.e.
The transmission efficiency in the transmission wavelength range is flat and uniform, and the transmission efficiency in the stop wavelength range is 0.
A wavelength filter having a step-like spectral characteristic in which the transmission efficiency sharply changes between two wavelength ranges has been proposed.

【0005】このような波長フィルタが持つスペクトル
特性は、図15に例示したような非対称方向性結合器型
波長フィルタにおいても得ることができる。非対称方向
性結合器型波長フィルタは、コアとクラッドの屈折率差
Δ、コアの幅wおよびコアの厚さtが互いに異なる第一
光導波路(3)と第二光導波路(4)とが組み合わされ
た構造を有しており、この構造によって、図16に例示
したように、波長λに対する伝播定数βの依存性である
分散特性が互いに異なり、ある中心波長λ0 でのみ第一
光導波路(3)の伝播定数β1 と第二光導波路(4)の
伝播定数β2 とが一致して方向性結合器を構成してい
る。また、伝播定数βと等価屈折率neqの間には、次式
The spectral characteristics of such a wavelength filter can also be obtained in an asymmetric directional coupler type wavelength filter as illustrated in FIG. The asymmetric directional coupler type wavelength filter is composed of a first optical waveguide (3) and a second optical waveguide (4) in which the refractive index difference Δ between the core and the clad, the width w of the core, and the thickness t of the core are different from each other. According to this structure, as shown in FIG. 16, the dispersion characteristics, which are the dependence of the propagation constant β on the wavelength λ, are different from each other, and only at a certain center wavelength λ 0 , the first optical waveguide ( propagation constant beta 1 of 3) and the propagation constant beta 2 of the second optical waveguide (4) is matched constitutes a directional coupler. Further, between the propagation constant β and the equivalent refractive index n eq ,

【0006】[0006]

【数1】 (Equation 1)

【0007】により表される関係がある。但し、λは真
空中の波長である。したがって、縦軸に等価屈折率neq
をとって2つの導波路の分散を表すと、たとえば図17
に示したようになり、第一光導波路(3)の等価屈折率
eq (1) および第二光導波路(4)の等価屈折率neq
(2) も中心波長λ0 においてのみ一致する。方向性結合
器では、一般に、固有状態の電磁界は、横方向電磁界分
布が同一方向に2つのピークを形成する偶モード(伝播
定数βe )と、逆方向に2つのピークを形成する奇モー
ド(伝播定数βo )とに分かれるため、次式
There is a relationship represented by Here, λ is the wavelength in vacuum. Therefore, the vertical axis shows the equivalent refractive index n eq
Taking the dispersion of the two waveguides as shown in FIG.
It is as shown in the equivalent refractive index n eq of the equivalent refractive index n eq of the first optical waveguide (3) (1) and the second optical waveguide (4)
(2) also coincides only at the center wavelength λ 0 . In the directional coupler, the electromagnetic field in the eigenstate generally has an even mode (propagation constant β e ) in which the lateral electromagnetic field distribution forms two peaks in the same direction, and an odd mode in which two peaks form in the opposite direction. Mode (propagation constant β o )

【0008】[0008]

【数2】 (Equation 2)

【0009】で与えられる結合長Lo と、第一光導波路
(3)と第二光導波路(4)の方向性結合部(5)の長
さLとが等しく(あるいは奇数倍に)なるように設計さ
れ、これにより、中心波長λo の光信号のみが入射光導
波路とは別の光導波路に乗り移って出射される。しかし
ながら、このような従来の非対称方向性結合器型波長フ
ィルタでは、入射波長が中心波長λo からずれると最大
結合効率は100%より小さくなり、且つ結合長Lo
短くなるため、光導波路間におけるパワーの移行が周期
的に変化してサイドローブが大きくなってしまうといっ
た問題があった。
[0009] and coupling length L o given by the first optical waveguide (3) and the second directional coupler of the optical waveguide (4) (5) of length L are equal (or an odd multiple) so as designed, thereby, only the optical signal having a center wavelength lambda o is emitted possessed a different optical waveguide from the incident optical waveguide. However, in such a conventional asymmetric directional coupler wavelength filter, the incident wavelength is maximum coupling efficiency is smaller than 100% deviates from the center wavelength lambda o, also shortened and coupling length L o, between the optical waveguide However, there has been a problem that the power transfer in the first embodiment changes periodically to increase the side lobe.

【0010】そこで、この出願の発明は、以上の通りの
事情に鑑みてなされたものであり、パワー移行を全透過
波長域において均一に生じさせることができ、透過波長
域が平坦でサイドローブが非常に低いステップ状のスペ
クトル特性を有する、新しい非対称方向性結合器型波長
フィルタを提供することを目的としている。
Therefore, the invention of this application has been made in view of the above circumstances, and it is possible to cause the power transition to be uniform in the entire transmission wavelength range, to have a flat transmission wavelength range and to have a side lobe. It is an object of the present invention to provide a new asymmetric directional coupler wavelength filter having a very low step-like spectral characteristic.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、2つの光導波路のうちの
一方の光導波路のコアが伝播方向に沿ってテーパー状で
ある幅または膜厚を有していることを特徴とする非対称
方向性結合器型波長フィルタ(請求項1)を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems by providing a width or a film in which a core of one of two optical waveguides is tapered along a propagation direction. An asymmetric directional coupler type wavelength filter characterized by having a thickness is provided.

【0012】また、この出願の発明は、上記の波長フィ
ルタにおいて、2つの光導波路が基板面に垂直に結合さ
れていること(請求項2)や、2つの光導波路のうちの
一方の光導波路がARROW型光導波路またはチャネル
光導波路であり、他方の光導波路がチャネル光導波路で
あること(請求項3)や、ARROW型導波路が伝播方
向に沿ってテーパー状である幅または膜厚を有している
こと(請求項4)もその態様として提供する。
Further, according to the invention of this application, in the above-mentioned wavelength filter, the two optical waveguides are vertically coupled to the substrate surface (claim 2), and one of the two optical waveguides is provided. Is an ARROW type optical waveguide or a channel optical waveguide, the other optical waveguide is a channel optical waveguide (Claim 3), and the ARROW type waveguide has a width or a film thickness that is tapered along the propagation direction. What is done (claim 4) is also provided as an embodiment.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1は、この出願の発明の非対称
方向性結合器型波長フィルタを例示したものである。こ
の図1に示したこの発明の非対称方向性結合器型波長フ
ィルタでは、たとえば、基板上において垂直に結合され
た一組の光導波路により構成されており、上部光導波路
(1)または下部光導波路(2)のどちらか一方が、伝
播方向に沿ってテーパー状に変化する幅を有している。
FIG. 1 illustrates an asymmetric directional coupler type wavelength filter according to the invention of the present application. The asymmetric directional coupler type wavelength filter of the present invention shown in FIG. 1 is constituted by, for example, a pair of optical waveguides which are vertically coupled on a substrate, and the upper optical waveguide (1) or the lower optical waveguide. Either (2) has a width that changes in a tapered shape along the propagation direction.

【0014】たとえば、図2に例示したように基板上に
形成された多層構造を有するSLC−ARROW型光導
波路、および図4に例示したようにARROW型光導波
路上に形成されたチャネル光導波路がそれぞれ、下部光
導波路(2)および上部光導波路(1)として垂直結合
されて波長フィルタが構成されているとする。SLC−
ARROW型光導波路の幅W’が初期幅W0’からW
0’+ΔW’またはW0’−ΔW’に変化すると、等価
屈折率は、図3に例示したように、幅値に従って、幅が
広がれば高くなり、狭まれば低くなる。また、チャネル
光導波路においては、その幅Wが初期幅W0からW0+
ΔWまたはW0−ΔWに変化すると、SLC−ARRO
W型光導波路と同様に、等価屈折率は図5に例示したよ
うに変化する。
For example, an SLC-ARROW optical waveguide having a multilayer structure formed on a substrate as illustrated in FIG. 2 and a channel optical waveguide formed on an ARROW optical waveguide as illustrated in FIG. It is assumed that wavelength filters are vertically coupled as a lower optical waveguide (2) and an upper optical waveguide (1), respectively. SLC-
The width W ′ of the ARROW type optical waveguide is changed from the initial width W0 ′ to W.
When the value changes to 0 ′ + ΔW ′ or W0′−ΔW ′, the equivalent refractive index increases as the width increases and decreases as the width decreases, as illustrated in FIG. Further, in the channel optical waveguide, the width W is changed from the initial width W0 to W0 +.
When changing to ΔW or W0−ΔW, SLC-ARRO
Similar to the W-type optical waveguide, the equivalent refractive index changes as illustrated in FIG.

【0015】ここで、たとえば、図6に例示したよう
に、SLC−ARROW型光導波路の幅が、方向性結合
部における結合始端部の幅W1’が結合終端部の幅W
2’よりも広いテーパー状となっているとすると、透過
波長域は、図7に例示したように、SLC−ARROW
型光導波路の幅W1’の等価屈折率とチャネル光導波路
の幅W0の等価屈折率とが一致する波長を下限、SLC
−ARROW型光導波路の幅W2’の等価屈折率とチャ
ネル光導波路の幅W0の伝播定数とが一致する波長を上
限とした波長域となる。
Here, for example, as illustrated in FIG. 6, the width of the SLC-ARROW type optical waveguide is such that the width W1 'of the coupling start end in the directional coupling portion is the width W1 of the coupling end portion.
Assuming a tapered shape wider than 2 ′, the transmission wavelength range is SLC-ARROW as illustrated in FIG.
The wavelength at which the equivalent refractive index of the width W1 'of the optical waveguide and the equivalent refractive index of the width W0 of the channel optical waveguide coincide with each other is a lower limit, SLC
-The wavelength range is an upper limit of the wavelength at which the equivalent refractive index of the width W2 'of the ARROW type optical waveguide and the propagation constant of the width W0 of the channel optical waveguide match.

【0016】このため、このような構造の非対称方向性
結合器型波長フィルタが有するフィルタ特性は、図8に
例示しような透過帯域が平坦でサイドロープが非常に低
いステップ状のものとなる。逆に、図9に例示したよう
に、チャネル光導波路が、方向性結合部における結合始
端部の幅W1が結合終端部の幅W2よりも広い、伝播方
向に沿ってテーパー状である幅を有している場合では、
透過波長域は、図10に例示したように、チャネル光導
波路の幅W2の伝播定数とSLC−ARROW型光導波
路の幅W0’の伝播定数とが一致する波長を下限、チャ
ネル光導波路の幅W1の伝播定数とSLC−ARROW
型光導波路の幅W0’の伝播定数とが一致する波長を上
限とした波長域となり、よって、図11に例示したよう
なステップ状のフィルタ特性となる。
Therefore, the filter characteristic of the asymmetric directional coupler type wavelength filter having such a structure is a step-like one having a flat transmission band and a very low side rope as illustrated in FIG. Conversely, as illustrated in FIG. 9, the channel optical waveguide has a width in which the width W1 of the coupling start end in the directional coupling portion is wider than the width W2 of the coupling end portion, and is tapered along the propagation direction. If you have
As illustrated in FIG. 10, the transmission wavelength range is a lower limit of the wavelength at which the propagation constant of the width W2 of the channel optical waveguide and the propagation constant of the width W0 ′ of the SLC-ARROW type optical waveguide match, and the width W1 of the channel optical waveguide. Propagation constant and SLC-ARROW
The wavelength range is the upper limit of the wavelength where the propagation constant of the width W0 'of the optical waveguide coincides with the upper limit, and thus has a step-like filter characteristic as illustrated in FIG.

【0017】すなわち、この発明の非対称方向性結合器
型波長フィルタは、一組の光導波路の一方を、伝播方向
に沿ってテーパー状に変化する幅(または膜厚)を有す
るものとすることによって、任意の透過波長域を有する
ステップ状フィルタ特性を容易に得ることができるよう
になる。また、上述のように得られる透過波長域におけ
る各波長は、結合器内の伝播方向において各光導波路の
等価屈折率が一致する位置で結合される。このため、パ
ワーの移行は全透過波長域にわたって均一に生じること
となる。
That is, the asymmetric directional coupler type wavelength filter according to the present invention is configured such that one of the pair of optical waveguides has a width (or film thickness) that changes in a tapered shape along the propagation direction. , A step-like filter characteristic having an arbitrary transmission wavelength range can be easily obtained. Further, each wavelength in the transmission wavelength region obtained as described above is coupled at a position where the equivalent refractive index of each optical waveguide matches in the propagation direction in the coupler. Therefore, the power transition occurs uniformly over the entire transmission wavelength range.

【0018】なお、下部光導波路(2)としては、上述
したARROW型光導波路の他に、チャネル光導波路が
用いられていてもよい。以下、添付した図面に沿って実
施例を示し、この発明の実施の形態についてさらに詳し
く説明する。
As the lower optical waveguide (2), a channel optical waveguide may be used in addition to the above-mentioned ARROW type optical waveguide. Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings, and embodiments of the present invention will be described in further detail.

【0019】[0019]

【実施例】図1に例示したこの発明の非対称方向性結合
器型波長フィルタの各光導波路パラメータが図12に例
示したような値に設計されている場合におけるフィルタ
特性を求めた。ここでは、チャネル光導波路およびAR
ROW型光導波路が、それぞれ、上部光導波路(1)お
よび下部光導波路(2)として基板面に対して垂直に結
合されている。
EXAMPLE A filter characteristic was obtained in the case where each optical waveguide parameter of the asymmetric directional coupler type wavelength filter of the present invention illustrated in FIG. 1 was designed to have the values illustrated in FIG. Here, the channel optical waveguide and the AR
ROW type optical waveguides are vertically coupled to the substrate surface as an upper optical waveguide (1) and a lower optical waveguide (2), respectively.

【0020】ARROW型光導波路の分散特性は比較的
平坦であるので、広帯域で動作可能な波長フィルタとす
るために、ARROW型光導波路の幅を大きく変化させ
て、チャンネル光導波路と同程度にその伝播定数を変化
させる必要がある。したがって、ARROW型光導波路
の幅が線形なテーパー状とされている。ARROW型光
導波路のテーパ状幅の変化、つまり前記の図6に例示し
た方向性結合部の結合始端部幅W1’から結合終端部幅
W2’への変化は、10.0μmから5.0μm、9.
5μmから5.5μm,9.0μmから6.0μmの3
パターンとした場合、特性の半値全幅はそれぞれ32.
7、25.3、18.3である。
Since the dispersion characteristic of the ARROW type optical waveguide is relatively flat, the width of the ARROW type optical waveguide is largely changed to obtain a wavelength filter operable in a wide band, and the dispersion is substantially equal to that of the channel optical waveguide. It is necessary to change the propagation constant. Therefore, the width of the ARROW type optical waveguide is linearly tapered. The change in the tapered width of the ARROW type optical waveguide, that is, the change from the coupling start end width W1 ′ to the coupling end width W2 ′ of the directional coupling portion illustrated in FIG. 6 is from 10.0 μm to 5.0 μm. 9.
5 μm to 5.5 μm, 9.0 μm to 6.0 μm
In the case of a pattern, the full width at half maximum of the characteristic is 32.
7, 25.3 and 18.3.

【0021】このようなテーパー状幅を有するARRO
W型光導波路において、その上部コア層(21)および
下部コア層(23)は共に膜厚t=3.5μmおよび屈
折率n=1.5365、ストライプ横閉じ込め層(=S
LC層)(22)は膜厚0.6μmおよび屈折率n=
1.4512、第一クラッド(24)は膜厚t=0.8
μmおよび屈折率n=1.4512、第二クラッド(2
5)は膜厚t=3.5μmおよび屈折率n=1.536
5、シリコン基板(26)は屈折率n=3.4780で
ある。
ARRO having such a tapered width
In the W-type optical waveguide, both the upper core layer (21) and the lower core layer (23) have a thickness t = 3.5 μm, a refractive index n = 1.5365, and a stripe lateral confinement layer (= S).
LC layer) (22) has a film thickness of 0.6 μm and a refractive index n =
1.4512, the first cladding (24) has a thickness t = 0.8
μm and the refractive index n = 1.
5): film thickness t = 3.5 μm and refractive index n = 1.536
5. The silicon substrate (26) has a refractive index n = 3.4780.

【0022】一方、チャンネル光導波路の幅は1.30
μmに固定されており、そのコア(11)は膜厚t=
1.3μmおよび屈折率n=1.6150、クラッド
(12)の屈折率n=1.4512、SLC−ARRO
W型導波路の上部コア層(21)とチャネル導波路のコ
ア(11)の間のクラッド層厚は0.5μmとなってい
る。
On the other hand, the width of the channel optical waveguide is 1.30.
μm, and the core (11) has a thickness t =
1.3 μm and refractive index n = 1.6150, refractive index n of cladding (12) = 1.4512, SLC-ARRO
The cladding layer thickness between the upper core layer (21) of the W-shaped waveguide and the core (11) of the channel waveguide is 0.5 μm.

【0023】また、結合長L、つまり方向性結合部の長
さLは30mmに固定されている。図13は、このよう
な各光導波路間の相互作用を例示したものであり、デバ
イス長による結合強度K(z)と離調Δβ(λ,z)と
を定性的に表している。この図13に例示したように、
離調Δβ(λ,z)、つまり導波路幅の変化は線形に変
化する。一方、結合強度は、デバイス長、つまり方向性
結合部の長さLに渡って一定であり、その両端近くにお
いて滑らかに減少する。波長が変化するとこの曲線は垂
直にシフトし、同調点(Δβ(λ,z)=0)は異なっ
た位置に移動する。
The coupling length L, that is, the length L of the directional coupling portion is fixed at 30 mm. FIG. 13 exemplifies the interaction between such optical waveguides, and qualitatively expresses the coupling strength K (z) and the detuning Δβ (λ, z) depending on the device length. As exemplified in FIG.
The detuning Δβ (λ, z), that is, the change in the waveguide width changes linearly. On the other hand, the coupling strength is constant over the device length, that is, the length L of the directional coupling portion, and decreases smoothly near both ends. As the wavelength changes, this curve shifts vertically and the tuning point (Δβ (λ, z) = 0) moves to a different position.

【0024】図14は、各テーパ状幅の変化パターンに
おいて得られるフィルタ特性を例示したものである。な
お、このフィルタ特性は、個々の光導波路の厳密なモー
ドを用いて導出したものであり、パワー移行特性はモー
ド結合理論を用いて求めた。この図14から明らかなよ
うに、この発明の非対称方向性結合器型波長フィルタで
は、透過効率が平坦で且つ一様な透過波長域と、透過効
率がほぼ0となる阻止波長域とのステップ状のスペクト
ル特性を得ることができ、また、光導波路のテーパー状
の幅値によって透過波長域が決まることがわかる。つま
り、この発明の波長フィルタでは、波長帯域幅を光導波
路幅の変化の割合の制御によって容易に行うことができ
る。
FIG. 14 exemplifies filter characteristics obtained in each tapered width change pattern. The filter characteristics were derived using strict modes of individual optical waveguides, and the power transfer characteristics were obtained using mode coupling theory. As is apparent from FIG. 14, the asymmetric directional coupler type wavelength filter of the present invention has a step-like shape in which the transmission efficiency is flat and uniform, and the transmission wavelength is substantially zero. It can be seen that the transmission wavelength range is determined by the tapered width value of the optical waveguide. That is, in the wavelength filter of the present invention, the wavelength bandwidth can be easily controlled by controlling the rate of change of the optical waveguide width.

【0025】もちろん、この発明は以上の例に限定され
るものではなく、細部については様々な態様が可能であ
ることは言うまでもない。
Of course, the present invention is not limited to the above-described example, and it goes without saying that various embodiments are possible in detail.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
って、パワー移行を全透過波長域において均一に生じさ
せることができ、透過波長域が平坦でサイドローブが非
常に低いステップ状のスペクトル特性を有する、新しい
非対称方向性結合器型波長フィルタが提供される。
As described in detail above, according to the present invention, the power transition can be uniformly generated in the entire transmission wavelength range, and the transmission wavelength range is flat and has a step-like spectral characteristic with a very low side lobe. , A new asymmetric directional coupler type wavelength filter is provided.

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

【図1】この発明の非対称方向性結合器型波長フィルタ
の構成を例示した斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating the configuration of an asymmetric directional coupler type wavelength filter according to the present invention.

【図2】SLC−ARROW型光導波路を例示した構成
図である。
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an SLC-ARROW type optical waveguide;

【図3】SLC−ARROW型光導波路の等価屈折率特
性を例示した図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating equivalent refractive index characteristics of an SLC-ARROW type optical waveguide.

【図4】チャネル光導波路を例示した構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram illustrating a channel optical waveguide;

【図5】チャネル光導波路の等価屈折率特性を例示した
図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating equivalent refractive index characteristics of a channel optical waveguide.

【図6】この発明の非対称方向性結合器型波長フィルタ
の一例を示した平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing an example of an asymmetric directional coupler wavelength filter according to the present invention.

【図7】図6の非対称方向性結合器型波長フィルタの等
価屈折率特性を例示した図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an equivalent refractive index characteristic of the asymmetric directional coupler wavelength filter of FIG. 6;

【図8】図6の非対称方向性結合器型波長フィルタのフ
ィルタ特性を例示した図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating filter characteristics of the asymmetric directional coupler type wavelength filter of FIG. 6;

【図9】この発明の非対称方向性結合器型波長フィルタ
の他の一例を示した平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing another example of the asymmetric directional coupler type wavelength filter of the present invention.

【図10】図9の非対称方向性結合器型波長フィルタの
等価屈折率特性を例示した図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of equivalent refractive index characteristics of the asymmetric directional coupler type wavelength filter of FIG. 9;

【図11】図9の非対称方向性結合器型波長フィルタの
フィルタ特性を例示した図である。
11 is a diagram illustrating filter characteristics of the asymmetric directional coupler type wavelength filter of FIG. 9;

【図12】この発明の非対称方向性結合器型波長フィル
タにおける各光導波路パラメータの一例を示した図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing an example of each optical waveguide parameter in the asymmetric directional coupler type wavelength filter of the present invention.

【図13】図12の非対称方向性結合器型波長フィルタ
における各光導波路間の相互作用を例示した図である。
FIG. 13 is a diagram exemplifying an interaction between optical waveguides in the asymmetric directional coupler type wavelength filter of FIG.

【図14】図12の非対称方向性結合器型波長フィルタ
のフィルタ特性を例示した図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating filter characteristics of the asymmetric directional coupler wavelength filter of FIG. 12;

【図15】従来の非対称方向性結合器型波長フィルタを
例示した概念図である。
FIG. 15 is a conceptual diagram illustrating a conventional asymmetric directional coupler type wavelength filter.

【図16】図15の非対称方向性結合器型波長フィルタ
における2つの光導波路の伝播定数の分散関係を例示し
た図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a dispersion relation of propagation constants of two optical waveguides in the asymmetric directional coupler wavelength filter of FIG. 15;

【図17】図15の非対称方向性結合器型波長フィルタ
における2つの光導波路の等価屈折率の分散関係を例示
した図である。
17 is a diagram illustrating a dispersion relation of equivalent refractive indices of two optical waveguides in the asymmetric directional coupler wavelength filter of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 上部光導波路 11 コア 12 クラッド 2 下部光導波路 21 上部コア層 22 ストライプ横閉じ込め層 23 下部コア層 24 第一クラッド 25 第二クラッド 26 シリコン基板 3 第一光導波路 4 第二光導波路 5 方向性結合部 REFERENCE SIGNS LIST 1 upper optical waveguide 11 core 12 clad 2 lower optical waveguide 21 upper core layer 22 stripe lateral confinement layer 23 lower core layer 24 first clad 25 second clad 26 silicon substrate 3 first optical waveguide 4 second optical waveguide 5 directional coupling Department

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 國分 泰雄 神奈川県横浜市栄区小菅ヶ谷一丁目5番3 −306 (72)発明者 佐藤 信也 神奈川県川崎市高津区坂戸3−6−16 エ クセルハイム305 (72)発明者 前田 剛志 神奈川県横浜市保土ヶ谷区峰岡町1−101 −1 静東ビル102 (72)発明者 加藤 隆 神奈川県横浜市旭区二俣川2丁目46番地 みどりヶ丘荘201号 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yasuo Kokubu 1-3-3 Kosugaya, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Shinya Sato 3-6-16, Sakado, Takatsu-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa d. Kusselheim 305 (72) Inventor Takeshi Maeda 1-1101 Mineokacho, Hodogaya-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture 102-1 Shizuto Building 102 (72) Inventor Takashi Kato 2-46 Futamatagawa Midorigaokaso Asahi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture 201

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2つの光導波路のうちの一方の光導波路
のコアが伝播方向に沿ってテーパー状である幅または膜
厚を有していることを特徴とする非対称方向性結合器型
波長フィルタ。
An asymmetric directional coupler type wavelength filter characterized in that the core of one of the two optical waveguides has a width or a film thickness that is tapered along the propagation direction. .
【請求項2】 2つの光導波路が基板面に垂直に結合さ
れている請求項1の非対称方向性結合器型波長フィル
タ。
2. The asymmetric directional coupler type wavelength filter according to claim 1, wherein the two optical waveguides are vertically coupled to the substrate surface.
【請求項3】 2つの光導波路のうちの一方の光導波路
がARROW型光導波路またはチャネル光導波路であ
り、他方の光導波路がチャネル光導波路である請求項1
または2の非対称方向性結合器型波長フィルタ。
3. The optical waveguide according to claim 1, wherein one of the two optical waveguides is an ARROW type optical waveguide or a channel optical waveguide, and the other optical waveguide is a channel optical waveguide.
Or 2 asymmetric directional coupler type wavelength filters.
【請求項4】 ARROW型導波路が伝播方向に沿って
テーパー状である幅または膜厚を有している請求項3の
非対称方向性結合器型波長フィルタ。
4. The asymmetric directional coupler wavelength filter according to claim 3, wherein the ARROW type waveguide has a width or a film thickness that is tapered along the propagation direction.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009545013A (en) * 2006-07-31 2009-12-17 ワンチップ フォトニクス インコーポレイテッド Integrated vertical wavelength (de) multiplexer using tapered waveguides
JP2010510548A (en) * 2006-11-21 2010-04-02 ワンチップ フォトニクス インコーポレイテッド Integrated optical element array for wavelength (inverse) multiplexing using multi-waveguide vertical stacking

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