RU2712985C1 - Mode converter device - Google Patents

Mode converter device Download PDF

Info

Publication number
RU2712985C1
RU2712985C1 RU2019115173A RU2019115173A RU2712985C1 RU 2712985 C1 RU2712985 C1 RU 2712985C1 RU 2019115173 A RU2019115173 A RU 2019115173A RU 2019115173 A RU2019115173 A RU 2019115173A RU 2712985 C1 RU2712985 C1 RU 2712985C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
waveguide
optical
optical fiber
optical crystal
planar optical
Prior art date
Application number
RU2019115173A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Андреевич Ковалев
Игорь Константинович Корепанов
Сергей Владимирович Кузьмин
Андрей Петрович Онуфриенко
Владимир Васильевич Светиков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Наноинженерия органических и биологических интегрируемых систем" (ООО "НИОБИС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Наноинженерия органических и биологических интегрируемых систем" (ООО "НИОБИС") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Наноинженерия органических и биологических интегрируемых систем" (ООО "НИОБИС")
Priority to RU2019115173A priority Critical patent/RU2712985C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2712985C1 publication Critical patent/RU2712985C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/30Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
    • G02B6/305Optical coupling means for use between fibre and thin-film device and having an integrated mode-size expanding section, e.g. tapered waveguide

Abstract

FIELD: physics; manufacturing technology.
SUBSTANCE: invention relates to a device of a mode converter for connection of optical fiber with a channel waveguide of a planar optical crystal (PLC) in form of an integral element of light input from optical fiber into a channel waveguide and vice versa. Device of the mode converter comprises an optical fiber which is connected to the channel waveguide of the planar optical crystal by means of a series of waveguide segments of equal height and rectangular section with smoothly decreasing width and smoothly increasing pitch of arrangement, as well as rectangular section with smoothly decreasing width and smoothly increasing pitch of arrangement. Waveguide segments and the conical segment are arranged integrally with the planar optical crystal and provide efficient light input into the planar optical crystal channel waveguide at much shorter length of input element, than it is required for usual adiabatically expanding cone element of light input, and also other segmented input elements.
EFFECT: connection of optical fiber with a planar optical crystal with improved characteristics in terms of compactness and ease of manufacture.
1 cl, 4 dwg

Description

Устройство модового конвертера относится в целом к оптическим волноводам с канальной структурой, которые представляют собой волноводы с прямоугольным сечением с показателем преломления n1, окруженные со всех сторон средой с меньшим показателем преломления n2 (n1>n2). В частности, изобретение относится к устройству оптических волноводов с канальной структурой с низкими потерями связи между оптическими волноводами с канальной структурой и оптическим волокном.The device of the mode converter generally relates to optical waveguides with a channel structure, which are rectangular waveguides with a refractive index n1, surrounded on all sides by a medium with a lower refractive index n2 (n1> n2). In particular, the invention relates to a device for optical waveguides with a channel structure with low loss of coupling between optical waveguides with a channel structure and an optical fiber.

Элемент связи, передающий оптические волны между волоконным световодом, используемым для передачи сигналов на большие расстояния и волноводом, входящим в состав оптической интегральной схемы является одним из ключевых элементов интегральных оптических систем. Основными характеристиками любого элемента связи является его эффективность, компактность, удобство юстировки. Эффективность сопряжения, как правило, определяется частью общей энергии оптического пучка, введенного в волновод или выведенного из него. Кроме того, ее можно определить, исходя из потерь сопряжения (в дБ). Эффективность сопряжения очень сильно зависит от согласования между полями оптического пучка и волновой моды.A communication element transmitting optical waves between a fiber waveguide used to transmit signals over long distances and a waveguide that is part of an optical integrated circuit is one of the key elements of integrated optical systems. The main characteristics of any communication element is its efficiency, compactness, ease of adjustment. The coupling efficiency, as a rule, is determined by part of the total energy of the optical beam introduced into or removed from the waveguide. In addition, it can be determined based on the coupling loss (in dB). The coupling efficiency very much depends on the matching between the fields of the optical beam and the wave mode.

Если оптический волновод с канальной структурой связывают с обычным оптическим волокном (например, со стандартным одномодовым оптическим волокном типа SMF 28 со слабо ограниченной оптической модой), появляются большие потери связи между оптическим волноводом с планарной структурой и обычным оптическим волокном. В данном случае под потерями связи между оптическим волноводом с планарной структурой и оптическим волокном следует понимать потери электромагнитной энергии на соединении между оптическим волноводом с планарной структурой и оптическим волокном, где происходит передача электромагнитной энергии между оптическим волокном и оптическим волноводом с планарной структурой. Эти потери связи обусловлены тем, что оптическая мода оптического волновода с планарной структурой ограничена в большей степени, чем оптическая мода обычного оптического волокна, то есть ширина на половине боковой высоты оптической моды в оптическом волноводе с планарной структурой меньше ширины на половине боковой высоты оптической моды в известном оптическом волокне.If an optical waveguide with a channel structure is coupled to a conventional optical fiber (for example, to a standard single-mode optical fiber type SMF 28 with a weakly limited optical mode), large coupling losses appear between the planar optical waveguide and the ordinary optical fiber. In this case, the coupling loss between an optical waveguide with a planar structure and an optical fiber should be understood as the loss of electromagnetic energy at the connection between an optical waveguide with a planar structure and an optical fiber, where electromagnetic energy is transferred between the optical fiber and an optical waveguide with a planar structure. These coupling losses are due to the fact that the optical mode of an optical waveguide with a planar structure is more limited than the optical mode of a conventional optical fiber, i.e., the width at half the lateral height of the optical mode in an optical waveguide with a planar structure is less than the width at half the lateral height of the optical mode known optical fiber.

В работе продемонстрирован пример классического торцевого соединения между оптическим волноводом с канальной структурой (с сердечником - «кором» и оболочкой - «кладдингом»), и обычным одномодовым оптическим волокном /1/.The work demonstrates an example of a classical end connection between an optical waveguide with a channel structure (with a core - “core” and a sheath - “cladding”), and a conventional single-mode optical fiber / 1 /.

Обычное оптическое волокно имеет сердечник, который передает электромагнитную энергию вдоль оптического волокна и который окружен оболочкой. Оптическая мода оптического волновода с канальной структурой является более ограниченной, чем оптическая мода обычного оптического волокна и это приводит к большим потерям связи между оптическим волноводом с канальной структурой и обычным оптическим волокном. Эти потери можно рассчитать на основании интеграла перекрытия между двумя оптическими модами Ein и Eout, где Ein является пространственным распределением электрического поля в оптическом волноводе с пространственным распределением электрического поля в оптическом волноводе с канальной структурой, a Eout является пространственным распределением электрического поля в оптическом волокне.A conventional optical fiber has a core that transmits electromagnetic energy along the optical fiber and which is surrounded by a sheath. The optical mode of an optical waveguide with a channel structure is more limited than the optical mode of a conventional optical fiber, and this leads to large loss of coupling between the optical waveguide with a channel structure and a conventional optical fiber. These losses can be calculated on the basis of the overlap integral between the two optical modes Ein and Eout, where Ein is the spatial distribution of the electric field in the optical waveguide with the spatial distribution of the electric field in the optical waveguide with the channel structure, and Eout is the spatial distribution of the electric field in the optical fiber.

Таким образом, если оптическая мода волновода с канальной структурой имеет профиль, намного отличающийся от профиля оптической моды обычного оптического волокна (что можно оценить путем сравнения значений ширины на половине высоты оптических мод), интеграл перекрытия является очень небольшим, как и электромагнитная энергия, передаваемая между оптическим волокном и оптическим волноводом с канальной структурой.Thus, if the optical mode of a waveguide with a channel structure has a profile that is much different from the optical mode profile of a conventional optical fiber (which can be estimated by comparing the widths at half the height of the optical modes), the overlap integral is very small, as is the electromagnetic energy transmitted between optical fiber and an optical waveguide with a channel structure.

Традиционный подход к этой проблеме состоит в том, чтобы снабдить планарный волновод увеличенным концевым элементом для приема света из оптоволокна и постепенно (адиабатически) сужать сердцевину волновода в латеральном направлении до оптимального размера одномодового канального волновода /2/.The traditional approach to this problem is to provide the planar waveguide with an enlarged end element for receiving light from optical fiber and gradually (adiabatically) narrow the waveguide core in the lateral direction to the optimal size of a single-mode channel waveguide / 2 /.

Латеральный конус (тейпер) находится в той же плоскости, что и оптическая схема. Этот подход снижает потери сопряжения, но, к сожалению, такое тейпирование неэффективно для компактных планарных оптических кристаллов с большой разностью показателей преломления сердечника и оболочки (высококонтрастных), и, кроме того, этот подход предполагает значительную длину латерального конуса.The lateral cone (teiper) is in the same plane as the optical scheme. This approach reduces conjugation loss, but, unfortunately, such taping is inefficient for compact planar optical crystals with a large difference in the refractive indices of the core and shell (high-contrast), and, in addition, this approach assumes a significant length of the lateral cone.

Конструкция реализует двухмерное сужение мод путем введения промежутков между сегментами волноводов. В результате эффективный коэффициент преломления сегментированного волновода постепенно уменьшается и свет плавно перетекает из волокна в планарный оптический кристалл. Этот подход очень эффективен в снижении потерь сопряжения. Однако для высококонтрастных волноводов толщина сердечника мала по сравнению с сердечником волокна, поэтому согласование мод через двумерные сегментированные участки, трудноосуществимо.The design implements a two-dimensional narrowing of the modes by introducing gaps between the waveguide segments. As a result, the effective refractive index of a segmented waveguide gradually decreases and light smoothly flows from the fiber into the planar optical crystal. This approach is very effective in reducing pairing losses. However, for high-contrast waveguides, the core thickness is small compared to the fiber core; therefore, mode matching through two-dimensional segmented sections is difficult to achieve.

В патенте США оптическое волокно соединяется с планарным волноводом через серию планарных волноводных сегментов с увеличенным поперечным сечением и сегмент с конусным поперечным сечением /3/. Комбинация разнесенных сегментов и конического сегмента обеспечивает эффективное связывание волновода (без потерь) с волокном на более короткой длине участка соединения, чем требуется для обычного адиабатического связывания. Однако подобный подход требует использование теневой маски, существенного усложнения технологии изготовления оптических элементов. Патент США взят за прототип.In the US patent, an optical fiber is connected to a planar waveguide through a series of planar waveguide segments with an enlarged cross section and a segment with a conical cross section / 3 /. The combination of spaced segments and the conical segment provides efficient (without loss) waveguide binding to the fiber over a shorter length of the joint portion than is required for conventional adiabatic binding. However, such an approach requires the use of a shadow mask, a significant complication of the technology for manufacturing optical elements. The US patent is taken as a prototype.

Задача данного изобретения - создание модового конвертера для соединения оптоволокна с планарным оптическим кристаллом с улучшенными характеристиками в плане компактности и простоты изготовления.The objective of the invention is the creation of a mod converter for connecting optical fiber with a planar optical crystal with improved characteristics in terms of compactness and ease of manufacture.

Изобретение относится к устройству модового конвертера для соединения оптического волокна с канальным волноводом (модовый конвертер) в виде интегрального элемента ввода света из оптоволокна в канальный волновод и наоборот, отличающийся тем, что в соответствии с изобретением оптическое волокно соединяется с канальным волноводом планарного оптического кристалла через серию волноводных сегментов волноводом пленарного оптического кристалла через серию волноводных сегментов одинаковой высоты и прямоугольного сечения с плавно уменьшающейся шириной и плавно увеличивающимся шагом размещения и сегмент конусообразного сечения, размещенного непосредственно под волноводными сегментами прямоугольного сечения с плавно уменьшающейся шириной и плавно увеличивающимся шагом размещения, причем, волноводные сегменты и конусный сегмент, размещаются на одном кристалле с планарным оптическим кристаллом.The invention relates to a modular converter device for connecting an optical fiber to a channel waveguide (mode converter) in the form of an integral element for introducing light from an optical fiber into a channel waveguide and vice versa, characterized in that in accordance with the invention, the optical fiber is connected to a channel waveguide of a planar optical crystal through a series of waveguide segments by the waveguide of the plenary optical crystal through a series of waveguide segments of the same height and rectangular cross section, gradually decreasing scheysya width and gradually increasing lead placement and tapered section segment disposed directly beneath waveguide segment with rectangular cross section gradually decreasing in width and smoothly increasing placing step, wherein, waveguide segments, and the tapered segment, are placed on a single chip with a planar optical crystal.

Длина и ширина сегментов уменьшается по направлению к пленарному оптическому кристаллу при фиксированном зазоре, поэтому эффективный индекс показателя преломления сегментированного слоя уменьшается по направлению к планарному оптическому кристаллу. Следовательно, свет, двигаясь от волокна в сегментированный волновод, плавно перетекает в низлежащий конусообразный слой «кора» с высоким показателем преломления, который находится в одной плоскости с канальным волноводом оптического кристалла (PLC). Конечная ширина конусного участка (около планарного оптического кристалла) может сужаться до одномодового размера волновода. Таким образом, свет через конусообразный сегмент с минимальными потерями входит в планарный оптический кристалл.The length and width of the segments decreases towards the plenary optical crystal with a fixed gap, therefore, the effective index of refraction of the segmented layer decreases towards the planar optical crystal. Therefore, the light moving from the fiber into the segmented waveguide smoothly flows into the underlying cone-shaped layer of “core” with a high refractive index, which is in the same plane with the channel waveguide of the optical crystal (PLC). The final width of the cone section (near the planar optical crystal) can narrow to a single-mode waveguide size. Thus, light through a cone-shaped segment with minimal losses enters the planar optical crystal.

На фиг. 1а (вид сбоку) и фиг. 1б (вид сверху) представлена структурамодового конвертера, где:In FIG. 1a (side view) and FIG. 1b (top view) presents the structure of the mode converter, where:

1А, 1В, 1С - участки сегментированного волновода;1A, 1B, 1C - sections of a segmented waveguide;

2 - конусообразный сегмент2 - conical segment

3 - оболочка («кладдинг») канального волновода3 - sheath ("cladding") of the channel waveguide

4 - сердечник оптоволокна4 - fiber core

PLC - планарный оптический кристалл.PLC is a planar optical crystal.

На фиг. 2 представлена структурамодового конвертера - результат моделирования.In FIG. Figure 2 shows the structure of a mode converter - the result of modeling.

На фиг. 3 представлена структура соединения оптоволокна с канальным волноводом без использования модового конвертера,In FIG. 3 shows the structure of the connection of the optical fiber with the channel waveguide without using a mode converter,

где:Where:

5 - сердечник канального волновода - «кор»5 - the core of the channel waveguide - "core"

6 - оптическое волокно6 - optical fiber

7 - оболочка оптоволокна.7 - fiber optic sheath.

На фиг. 4 представлена структура двумерного модового конвертера,In FIG. 4 shows the structure of a two-dimensional mode converter,

где:Where:

8 - расширенный концевой элемент канального волновода.8 - extended end element of the channel waveguide.

планарного оптического кристалла на кремниевой подложке (возможна кварцевая подложка), следует последовательность операций изготовления сегментированного участка.a planar optical crystal on a silicon substrate (a quartz substrate is possible), a sequence of operations for manufacturing a segmented section follows.

В целом, технологический цикл изготовления данного модового конвертера может быть выглядеть следующим образом:In general, the manufacturing cycle of this mod converter can look like this:

- на кремниевой пластине формируется нижний буферный слой, как правило, окислением (на обе стороны пластины, что дает минимальное искривление пластины) с последующим отжигом (SiO2).- the lower buffer layer is formed on the silicon wafer, as a rule, by oxidation (on both sides of the wafer, which gives the wafer minimal curvature), followed by annealing (SiO2).

- осаждается слой кора (оксинитрид - SiON) с более высокий показателем преломления, используя техники плазменного осаждения из паровой фазы (PECVD) или химическое осаждение из паровой фазы при низком давлении (LPCVD), с последующим отжигом.- a core layer (oxynitride - SiON) is deposited with a higher refractive index using plasma vapor deposition techniques (PECVD) or chemical vapor deposition at low pressure (LPCVD), followed by annealing.

- формируется канальный оптический волновод, используя фотолитографию через маску хрома и последующим реактивным ионным травлением.- a channel optical waveguide is formed using photolithography through a chromium mask and subsequent reactive ion etching.

- напыляется слой хрома, проводится фотолитография и хром химически вытравливается по рисунку, обратному к будущему сегментированному волноводу.- a layer of chromium is sprayed, photolithography is carried out, and chromium is chemically etched according to the pattern opposite to the future segmented waveguide.

- осаждается слой «сегментированного волновода» (техника PECVD или LPCVD) (оксинитрид - SiON1)- a layer of “segmented waveguide” is deposited (PECVD or LPCVD technique) (oxynitride - SiON1)

- с помощью фотолитографии с использованием маски хрома и последующего реактивного ионного травления слоя оксинитрида вытравливаются сегменты, при этом стоп-слоем для предотвращения перетрава низлежащего основного кора является слой хрома. Размер элементов сегментов может варьироваться от 1 до 30 мкм, что легко может быть достигнуто с использованием контактной печати. Возможен вариант с фиксированной длиной сегментов и увеличивающимся зазором между ними, но технологически, при использовании реактивного ионного травления предпочтителен вариант с фиксированным зазором.- using photolithography using a chromium mask and subsequent reactive ion etching of the oxy nitride layer, the segments are etched, while the stop layer is to prevent the overlay of the underlying core from being chromed. The size of the elements of the segments can vary from 1 to 30 microns, which can easily be achieved using contact printing. A variant with a fixed length of segments and an increasing gap between them is possible, but technologically, using reactive ion etching, a variant with a fixed gap is preferable.

- химически удаляется слой хрома, селективно к низлежащему слою кора.- chemically removes a layer of chromium, selectively to the underlying layer of the core.

- проводится осаждение верхнего буферного слоя (SiO2, БФСС) и финальный отжиг готовой структуры.- deposition of the upper buffer layer (SiO2, BFSS) and final annealing of the finished structure are carried out.

Важно, что при вытравливании сегментов с использованием стоп-слоя хрома и последующему химическому удалению хрома основной слой оксинитрида - «кора» подвергается минимальному воздействию. При обычном плазмохимическом травлении (реактивном ионном травлении) вышележащего слоя неизбежны перетравы или недотравы, а также шероховатая структура травленой поверхности низлежащего слоя (в данном случае кора), что неизбежно вызывает дополнительные входные потери. Выбор хрома как материала стоп-слоя обусловлен возможностью селективного травления волноводных диэлектрических слоев по отношению к хрому, а также возможностью селективного химического удаления хрома по отношению к низлежащему диэлектрическому слою оксинитрида (SiON).It is important that when etching segments using a stop-layer of chromium and subsequent chemical removal of chromium, the main layer of oxynitride - “bark” is subjected to minimal impact. In conventional plasma-chemical etching (reactive ion etching) of the overlying layer, overgrazing or under-etching is inevitable, as well as the rough structure of the etched surface of the underlying layer (in this case, the core), which inevitably causes additional input losses. The choice of chromium as the material of the stop layer is due to the possibility of selective etching of the waveguide dielectric layers with respect to chromium, as well as the possibility of selective chemical removal of chromium with respect to the underlying dielectric layer of oxynitride (SiON).

Для решения проблем юстировки канального волновода с одномодовым волокном при использовании стыкового соединения с торцом волновода могут быть использованы методы V-образных или U-образных канавок в кремнии, вытравливаемых жидкостным или плазменным способом на концах оптического кристалла, с последующей укладкой волокон в них. To solve the problems of alignment of a channel waveguide with a single-mode fiber when using a butt connection with the end of the waveguide, methods of V-shaped or U-shaped grooves in silicon, etched by a liquid or plasma method at the ends of the optical crystal, with subsequent laying of fibers in them, can be used.

Компоновка модового конвертера предполагает использование трехслойного подхода, содержащего сердечники («коры») 1(1А, 1В, 1С) и 2, с коэффициентами преломления n1 и n2 соответственно и буферный слой («кладдинг») 3, с коэффициентом преломления n3. Причем, n2>n1>n3. Свет от волоконного сердечника 4 проходит в канальный волновод прямоугольного сечения. Элемент ввода использует три сегмента переменной длины с фиксированным зазором и плавно уменьшающейся шириной для соединения оптоволокна через сердечник 1 до сердечника 2. Ближний к волокну сегмент 1С предпочтительно имеет коэффициент преломления и поперечное сечение, сопоставимое с сердцевиной 4 волокна, и обеспечивает начальное соединение с сердечником волокна.The layout of the mode converter involves the use of a three-layer approach containing cores (“cores”) 1 (1A, 1B, 1C) and 2, with refractive indices n1 and n2, respectively, and a buffer layer (“cladding”) 3, with refractive index n3. Moreover, n2> n1> n3. The light from the fiber core 4 passes into a channel waveguide of rectangular cross section. The input element uses three segments of variable length with a fixed gap and a gradually decreasing width to connect the optical fiber through the core 1 to the core 2. The closest segment 1C to the fiber preferably has a refractive index and cross section comparable to the fiber core 4 and provides an initial connection to the fiber core .

Представленная структура данного устройства - результат моделирования, при котором высота сегментированных участков составила 8 мкм, ширина первого, ближайшего к оптоволокну сегмента - 8 мкм, ширина последнего (третьего) сегмента - 3 мкм. Размеры канального волновода оптического кристалла: высота 3 мкм, ширина 3 мкм. Общая длина модового конвертера составила 100 мкм.The presented structure of this device is a simulation result in which the height of the segmented sections was 8 μm, the width of the first segment closest to the optical fiber was 8 μm, and the width of the last (third) segment was 3 μm. The dimensions of the channel waveguide of the optical crystal: height 3 μm, width 3 μm. The total length of the mod converter was 100 μm.

(n1-n2)/n1 × 100%=3%,(n1-n2) / n1 × 100% = 3%,

где n1, n2 - соответственно коэффициент преломления сердечника («кора») и оболочки (буферного слоя - «кладдинга») канального волновода оптического кристаллаwhere n1, n2 are the refractive index of the core ("core") and the sheath (buffer layer - "cladding") of the channel waveguide of the optical crystal, respectively

Расчеты показывают, что потери сопряжения с одномодовым оптоволокном SMF28 не должны превышать 0,2 dB, то есть при сопоставимых потерях связи длина модового конвертера данной конструкции примерно в три раза короче, чем у аналогов.Calculations show that the coupling loss with the SMF28 single-mode fiber should not exceed 0.2 dB, that is, with comparable communication losses, the length of the mode converter of this design is about three times shorter than that of its analogs.

В данном примере размеры, количество сегментов и, в частности, толщины сегментов, могут быть оптимизированы с помощью трехмерной компьютерной программы с конечно-разностным распространением пучка (FD-BPM), в которой используются стандартные методы моделирования волноводов и оптимизации устройств.In this example, the sizes, the number of segments, and in particular the segment thicknesses, can be optimized using a three-dimensional finite-difference beam propagation (FD-BPM) computer program that uses standard methods for modeling waveguides and optimizing devices.

Таким образом, используя данную конструкцию модового конвертера можно создать улучшенный вариант ввода света из оптического волокна в канальный волновод и наоборот с точки зрения компактности, простоты и разработанности технологии изготовления.Thus, using this design of the mod converter, it is possible to create an improved version of the input of light from an optical fiber into a channel waveguide and vice versa from the point of view of compactness, simplicity, and development of manufacturing technology.

Источники информации.Sources of information.

1. Хансперджер Р. «Интегральная оптика: теория и технология», Москва: Мир, 19851. Hansperger R. "Integral Optics: Theory and Technology", Moscow: Mir, 1985

2. "Analysis of Periodically Segmented", Z. Weissman and I. Hendel, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 13, NO. 10, OCTOBER 1995.2. "Analysis of Periodically Segmented", Z. Weissman and I. Hendel, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 13, NO. 10, OCTOBER 1995.

3. Патент США: US 2005/0152648 - прототип3. US patent: US 2005/0152648 - prototype

Claims (1)

Устройство модового конвертера, содержащее интегральный элемент ввода света из оптоволокна в канальный волновод планарного оптического кристалла и наоборот, отличающееся тем, что оптическое волокно соединено с канальным волноводом планарного оптического кристалла посредством серии волноводных сегментов одинаковой высоты и прямоугольного сечения с плавно уменьшающейся шириной и плавно увеличивающимся шагом размещения, а также посредством сегмента конусообразного сечения, размещенного непосредственно под волноводными сегментами прямоугольного сечения, с плавно уменьшающейся шириной и плавно увеличивающимся шагом размещения, причем волноводные сегменты и сегмент конусообразного сечения размещены интегрально с планарным оптическим кристаллом.A modal converter device comprising an integral element for introducing light from a fiber into a channel waveguide of a planar optical crystal and vice versa, characterized in that the optical fiber is connected to a channel waveguide of a planar optical crystal by a series of waveguide segments of the same height and rectangular cross section with a gradually decreasing width and a continuously increasing step placement, as well as by means of a segment of a cone-shaped section located directly below the waveguide segments a rectangular section, with a gradually decreasing width and a gradually increasing placement step, the waveguide segments and the cone-shaped segment being integrated with the planar optical crystal.
RU2019115173A 2019-05-17 2019-05-17 Mode converter device RU2712985C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019115173A RU2712985C1 (en) 2019-05-17 2019-05-17 Mode converter device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019115173A RU2712985C1 (en) 2019-05-17 2019-05-17 Mode converter device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2712985C1 true RU2712985C1 (en) 2020-02-03

Family

ID=69624794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019115173A RU2712985C1 (en) 2019-05-17 2019-05-17 Mode converter device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2712985C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2158020C2 (en) * 1999-01-10 2000-10-20 Мокрышев Владимир Вячеславович Optoelectronic unit
US20040156589A1 (en) * 2003-02-11 2004-08-12 Luxtera, Inc Optical waveguide grating coupler incorporating reflective optical elements and anti-reflection elements
US20040240818A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-02 Lucent Technologies Inc. High speed thermo-optic phase shifter and devices comprising same
US7260289B1 (en) * 2003-02-11 2007-08-21 Luxtera, Inc. Optical waveguide grating coupler with varying scatter cross sections
US20170207600A1 (en) * 2014-07-14 2017-07-20 Biond Photonics Inc. 3d photonic integration with light coupling elements
US10101532B1 (en) * 2017-03-28 2018-10-16 Inphi Corporation Silicon-waveguide-based broadband polarization splitter-rotator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2158020C2 (en) * 1999-01-10 2000-10-20 Мокрышев Владимир Вячеславович Optoelectronic unit
US20040156589A1 (en) * 2003-02-11 2004-08-12 Luxtera, Inc Optical waveguide grating coupler incorporating reflective optical elements and anti-reflection elements
US7260289B1 (en) * 2003-02-11 2007-08-21 Luxtera, Inc. Optical waveguide grating coupler with varying scatter cross sections
US20040240818A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-02 Lucent Technologies Inc. High speed thermo-optic phase shifter and devices comprising same
US20170207600A1 (en) * 2014-07-14 2017-07-20 Biond Photonics Inc. 3d photonic integration with light coupling elements
US10101532B1 (en) * 2017-03-28 2018-10-16 Inphi Corporation Silicon-waveguide-based broadband polarization splitter-rotator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101121459B1 (en) Method and apparatus for compactly coupling an optical fiber and a planar optical wave guide
US10663663B2 (en) Spot-size converter for optical mode conversion and coupling between two waveguides
US7546007B2 (en) Broadband optical via
US7668416B2 (en) Single mode photonic circuit architecture and a new optical splitter design based on parallel waveguide mode conversion
CN1922519B (en) System and tapered waveguide for improving light coupling efficiency between optical fibers and integrated planar waveguides and method of manufacturing same
CA2734614C (en) Optical mode transformer, in particular for coupling an optical fiber and a high-index contrast waveguide
JP2005538426A (en) Embedded mode converter
US9874700B2 (en) Grating coupler and optical waveguide device
JP3952696B2 (en) Optical coupling structure
KR100899933B1 (en) Mode transformer for coupling soi single mode waveguide and optical?fiber
JP2004029073A (en) Optical waveguide circuit and its manufacturing method
CN113126206A (en) Silicon-based polarization beam splitting chip based on sub-wavelength grating and manufacturing method thereof
JP5438080B2 (en) Spot size converter
RU2712985C1 (en) Mode converter device
JP2005301301A (en) Optical coupler
JP2961057B2 (en) Optical branching device
WO2004027471A1 (en) Optical waveguide device and optical waveguide device manufacturing method
JP2001235645A (en) Optical waveguide circuit
JP2006106372A (en) Optical branching apparatus
US20230280524A1 (en) Optical Waveguide Device and Method for Manufacturing the Same
KR20230138400A (en) Edge couplers with consecutively-arranged tapers
Fu et al. Experimental Demonstration of a Horseshoe-shaped 16-channel Arrayed Waveguide Grating (De) multiplexer
JP2023176882A (en) Optical element and method for producing optical element
JP2021131446A (en) Optical waveguide device
JP2004246282A (en) Lens row spot size conversion version optical circuit

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20220128