JP2000235125A - Waveguide type grating filter - Google Patents
Waveguide type grating filterInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体導波型光フィ
ルタに関し、特に導波路型グレーティングフィルタに関
する。The present invention relates to a semiconductor waveguide type optical filter, and more particularly to a waveguide type grating filter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＷＤＭ（波長分割多重方式）ネットワー
ク技術の進展とともにコンパクトで高性能な光フィルタ
に対する需要が増している。従来、光フィルタとして半
導体アレイ導波路格子が良く用いられているが、２ｍｍ
×２ｍｍ以上の大きさとなってしまうという問題があ
る。一方、直線導波路に断面の実効屈折率が変化するよ
うな摂動を与える構造を作り込む直線導波路型グレーテ
ィングフィルタは、コンパクトで高性能な光フィルタと
なるが、ＴＥモードの光に対する応答とＴＭモードの光
に対する応答とが異なっており、光ファイバを通過した
後の光に対して使用することが出来なかった。2. Description of the Related Art With the development of WDM (wavelength division multiplexing) network technology, demand for a compact and high-performance optical filter is increasing. Conventionally, a semiconductor array waveguide grating is often used as an optical filter.
There is a problem that the size becomes × 2 mm or more. On the other hand, a linear waveguide grating filter that creates a structure that perturbs the linear waveguide such that the effective refractive index of the cross section changes is a compact and high-performance optical filter. The mode response to light was different and could not be used for light after passing through the optical fiber.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、導波路型グレーティングフィルタにおいて、ＴＥモ
ードの光に対する応答とＴＭモードの光に対する応答と
を同一にするという課題を解決しようとするものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the problem of making the response to light in the TE mode and the response to light in the TM mode the same in a waveguide type grating filter. It is.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、低屈折率領域と高屈折率領域を
有する導波路型グレーティングフィルタにおいて、前記
低屈折率領域はＴＥモードの実効屈折率とＴＭモードの
実効屈折率が同一であり、前記高屈折率領域はＴＭモー
ドの実効屈折率とＴＭモードの実効屈折率が同一である
ことを特徴とする。To achieve the above object, the present invention provides a waveguide type grating filter having a low refractive index region and a high refractive index region, wherein the low refractive index region has a TE mode. The effective refractive index is the same as the effective refractive index of the TM mode, and the high refractive index region has the same effective refractive index of the TM mode and the effective refractive index of the TM mode.
【０００５】ここで、前記導波路型グレーティングフィ
ルタは下部クラッド層、コア層、上部クラッド層からな
る３層ストライプ構造を少なくとも有することを特徴と
することができる。Here, the waveguide type grating filter can be characterized in that it has at least a three-layer stripe structure including a lower cladding layer, a core layer, and an upper cladding layer.
【０００６】また、前記下部クラッド層、前記コア層、
前記上部クラッド層は半導体材料であることを特徴とす
ることができる。The lower clad layer, the core layer,
The upper cladding layer may be made of a semiconductor material.
【０００７】また、前記下部クラッド層と前記上部クラ
ッド層はＩｎＰであり、前記コア層はＩｎＧａＡｓＰで
あることを特徴とすることができる。The lower clad layer and the upper clad layer may be made of InP, and the core layer may be made of InGaAsP.
【０００８】また、前記低屈折率領域部分は自由空間で
あることを特徴とすることができる。[0008] The low refractive index region may be a free space.
【０００９】また、前記低屈折率領域の幅が前記高屈折
率領域の幅よりも狭いことを特徴とすることができる。The width of the low refractive index region may be smaller than the width of the high refractive index region.
【００１０】また、前記低屈折率領域部分の上部クラッ
ド層の厚さが前記高屈折率領域の部分の上部クラッド層
の厚さよりも薄いことを特徴とすることができる。[0010] The thickness of the upper cladding layer in the low-refractive-index region may be smaller than the thickness of the upper cladding layer in the high-refractive-index region.
【００１１】また、前記低屈折率領域部分の上部クラッ
ド層が薄層厚部を有することを特徴とすることができ
る。[0011] Further, the upper cladding layer in the low refractive index region portion may have a thin layer thick portion.
【００１２】また、前記高屈折率領域部分の上部クラッ
ド層が厚層厚部を有することを特徴とすることができ
る。[0012] The upper clad layer in the high refractive index region may have a thick portion.
【００１３】上記目的を達成するため、請求項１０の発
明は、半導体基板上に形成され、下部クラッド層・コア
層・上部クラッド層からなるストライプ構造を有し、光
軸に沿って該ストライプの幅が変化し、該ストライプ幅
の広い部分をフィルタの高実効屈折率領域とし、該スト
ライプ幅の狭い部分をフィルタの低実効屈折率領域とす
る導波路型グレーティングフィルタであって、ＴＥモー
ドの実効屈折率とＴＭモードの実効屈折率が等しくなる
範囲で、前記ストライプ幅を変化させていることを特徴
とする。In order to achieve the above object, the invention according to claim 10 has a stripe structure formed on a semiconductor substrate and composed of a lower cladding layer, a core layer, and an upper cladding layer, and the stripes are formed along the optical axis. A waveguide grating filter whose width changes and a portion where the stripe width is wide is used as a high effective refractive index region of the filter, and a portion where the stripe width is narrow is used as a low effective refractive index region of the filter. The stripe width is changed within a range in which the refractive index is equal to the effective refractive index of the TM mode.
【００１４】ここで、前記ストライプ幅が狭い部分にお
いて、前記上部クラッド層の厚さが部分的に薄いことを
特徴とすることができる。Here, the thickness of the upper cladding layer may be partially thin in the portion where the stripe width is small.
【００１５】上記目的を達成するため、請求項１２の発
明は、半導体基板上に形成され、下部クラッド層・コア
層・上部クラッド層からなるストライプ構造が光軸に沿
って間欠的に縦続接続した直線導波路型グレーティング
フィルタであって、該ストライプの幅が該ストライプ断
面のＴＥモードの実効屈折率とＴＭモードの実効屈折率
とが等しい範囲内に設定されることを特徴とする。According to a twelfth aspect of the present invention, a stripe structure formed on a semiconductor substrate and comprising a lower cladding layer, a core layer, and an upper cladding layer is intermittently connected along the optical axis. A linear waveguide grating filter, wherein the width of the stripe is set within a range where the effective refractive index of the TE mode and the effective refractive index of the TM mode in the cross section of the stripe are equal.
【００１６】[0016]
【作用】本発明では、上記構成のように、低屈折率領域
でのＴＥモードの実効屈折率とＴＭモードの実効屈折率
が同一であり、高屈折率領域でのＴＭモードの実効屈折
率とＴＭモードの実効屈折率が同一となる様に、導波路
型グレーティングフィルタの材料、構造、寸法を設定す
るので、光軸に垂直なすべての断面において、その断面
構造のＴＥモードの実効屈折率とＴＭモードの実効屈折
率とが同一である断面構造であり、ＴＥモードの光に対
する応答とＴＭモードの光に対する応答が同一な導波路
型グレーティングが得られる。According to the present invention, as described above, the effective refractive index of the TE mode in the low refractive index region and the effective refractive index of the TM mode are the same, and the effective refractive index of the TM mode in the high refractive index region is different from the effective refractive index. Since the material, structure, and dimensions of the waveguide grating filter are set so that the effective refractive index of the TM mode is the same, the effective refractive index of the TE mode of the cross-sectional structure in all cross sections perpendicular to the optical axis is set. A waveguide grating having a cross-sectional structure having the same effective refractive index of the TM mode and having the same response to light in the TE mode and to the light in the TM mode is obtained.
【００１７】以下の本発明の実施形態において、本発明
の作用を、下部クラッド層、コア層、上部クラッド層か
らなる３層ストライプ構造を少なくとも有する導波路型
グレーティングフィルタを例に、具体的に説明する。In the following embodiments of the present invention, the operation of the present invention will be specifically described with reference to a waveguide type grating filter having at least a three-layer stripe structure composed of a lower cladding layer, a core layer, and an upper cladding layer. I do.
【００１８】[0018]
【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.
【００１９】（第１の実施形態）下部クラッド層、コア
層、上部クラッド層からなる３層構造を含む導波路構造
においては、導波路幅を広げるに従い断面の実効屈折率
が単調に増加すること、また、導波路幅を適切な範囲で
選択することによりＴＥモードの実効屈折率とＴＭモー
ドの実効屈折率が等しくなることはすでに報告されてい
る（M.Kohtoku,H.Sanjo,S.Oku,Y.Kadota,and Y.Yoshiku
ni, “Polarization-independent InP arrayed wavegui
de grating filter using deep ridge waveguide struc
ture, ”inCLEO/Pcific Rim 97,Chiba,Japan,paper FN
4,pp.284-285,(1997))。(First Embodiment) In a waveguide structure including a three-layer structure including a lower clad layer, a core layer, and an upper clad layer, the effective refractive index of the cross section monotonically increases as the waveguide width is increased. It has been reported that the effective refractive index of the TE mode becomes equal to that of the TM mode by selecting the waveguide width in an appropriate range (M. Kohtoku, H. Sanjo, S. Oku , Y.Kadota, and Y.Yoshiku
ni, “Polarization-independent InP arrayed wavegui
de grating filter using deep ridge waveguide struc
ture, ”inCLEO / Pcific Rim 97, Chiba, Japan, paper FN
4, pp. 284-285, (1997)).
【００２０】本発明の第１の実施形態では、上記報告を
参照し、導波路型グレーティングフィルタの材料、構
造、寸法を設定する。In the first embodiment of the present invention, the material, structure and dimensions of the waveguide grating filter are set with reference to the above report.
【００２１】図１は本実施形態の直線導波路型グレーテ
ィングフィルタの全体の外観構成を模式的に示す。図２
および図３はその直線導波路型グレーティングフィルタ
の断面構成を模式的に示すもので、図２は導波路幅が広
い部分の導波路断面構造を示し、図３は導波路幅が狭い
部分の導波路断面構造を示す。半導体層構造は、どちら
の部分についても同一である。FIG. 1 schematically shows the overall external configuration of the linear waveguide grating filter of this embodiment. FIG.
And FIG. 3 schematically shows a cross-sectional structure of the linear waveguide grating filter. FIG. 2 shows a waveguide cross-sectional structure of a portion where the waveguide width is wide, and FIG. 3 shows a cross-sectional structure of a waveguide. The semiconductor layer structure is the same for both parts.
【００２２】ここで、１はＩｎＰ上部クラッド層（厚さ
１．９５μｍ）、２はＩｎＧａＡｓＰコア層（ＩｎＰ基
板格子整合、吸収端波長１．０５μｍ対応組成、厚さ
０．５μｍ）、３はＩｎＰ下部クラッド層（厚さ１．５
μｍ）、および４はノンドープＩｎＰ基板である。Here, 1 is an InP upper cladding layer (1.95 μm in thickness), 2 is an InGaAsP core layer (InP substrate lattice matching, composition for absorption edge wavelength 1.05 μm, thickness 0.5 μm), 3 is InP Lower cladding layer (thickness 1.5
μm) and 4 are non-doped InP substrates.
【００２３】本実施形態においては、図１に示すよう
に、ノンドープＩｎＰ基板４上に形成された半導体直線
導波路において、光軸に沿って、導波路幅が広い部分と
導波路幅が狭い部分とが交互に製作され、グレーティン
グを形成している。In the present embodiment, as shown in FIG. 1, in the semiconductor linear waveguide formed on the non-doped InP substrate 4, a portion having a wide waveguide width and a portion having a narrow waveguide width along the optical axis. Are alternately manufactured to form a grating.
【００２４】図２に示す幅が広い断面を有する部分は、
ＴＥモードに対しても、ＴＭモードに対しても、実効屈
折率が高く、グレーティングの山に相当する。図３に示
す幅が狭い部分は、ＴＥモードに対しても、ＴＭモード
に対しても、実効屈折率が低く、グレーティングの谷に
相当する。The portion having the wide cross section shown in FIG.
The effective refractive index is high for both the TE mode and the TM mode, which corresponds to the peak of the grating. The narrow portion shown in FIG. 3 has a low effective refractive index in both the TE mode and the TM mode, and corresponds to a trough of the grating.
【００２５】図２の幅が広い部分のストライプ幅ａは
３．２μｍであり、実効屈折率はＴＥモードに対して
も、ＴＭモードに対しても、３．１８７である。図３の
幅が狭い部分のストライプ幅ｂは２．５μｍであり、実
効屈折率はＴＥモードに対しても、ＴＭモードに対して
も、３．１８２である。グレーティングの長さは５００
μｍである。The stripe width a of the wide portion in FIG. 2 is 3.2 μm, and the effective refractive index is 3.187 for both the TE mode and the TM mode. The stripe width b of the narrow portion in FIG. 3 is 2.5 μm, and the effective refractive index is 3.182 for both the TE mode and the TM mode. Grating length is 500
μm.
【００２６】本発明の第１の実施形態によるグレーティ
ングの反射率の波長依存性を図４のグラフに示す。反射
スペクトルを示す曲線はＴＥモードに対しても、ＴＥモ
ードに対しても同一であり、図４においては重なってい
る。即ち、ＴＥモードに対する応答とＴＭモードに対す
る応答は相等しいことが確認できる。FIG. 4 is a graph showing the wavelength dependence of the reflectance of the grating according to the first embodiment of the present invention. The curves showing the reflection spectra are the same for the TE mode and for the TE mode, and overlap in FIG. That is, it can be confirmed that the response to the TE mode and the response to the TM mode are equal.
【００２７】（第２の実施形態）本発明の第２の実施形
態を図５〜図８を参照して説明する。(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００２８】図５は本実施形態の直線導波路型グレーテ
ィングフィルタの全体の外観構成を模式的に示す。本実
施形態においては、図５に示すように、ノンドープＩｎ
Ｐ基板４上に形成された半導体直線導波路において、光
軸に沿って、幅が広い部分と幅が狭く上部のクラッドが
掘り込まれた部分とが交互に製作され、グレーティング
を形成している。FIG. 5 schematically shows the overall appearance of the linear waveguide grating filter of this embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG.
In the semiconductor linear waveguide formed on the P substrate 4, a wide portion and a narrow portion in which the upper clad is dug are alternately manufactured along the optical axis to form a grating. .
【００２９】図６および図７は、図５の直線導波路型グ
レーティングフィルタの断面構成を模式的に示すもの
で、図６は導波路幅が広い部分の導波路断面構造を示
し、図７は導波路幅が狭い部分の導波路断面構造を示
す。FIGS. 6 and 7 schematically show the cross-sectional structure of the linear waveguide grating filter of FIG. 5. FIG. 6 shows the waveguide cross-sectional structure of a portion where the waveguide width is wide, and FIG. 4 shows a waveguide cross-sectional structure of a portion where the waveguide width is small.
【００３０】基本的な半導体層構造は、どちらの部分に
ついても同一で、１はＩｎＰ上部クラッド層（厚さ１．
９５μｍ）、２はＩｎＧａＡｓＰコア層（ＩｎＰ基板格
子整合、吸収端波長１．０５μｍに対応組成、厚さ０．
５μｍ）、３はＩｎＰ下部クラッド層（厚さ１．５μ
ｍ）、４はノンドープＩｎＰ基板である。The basic semiconductor layer structure is the same in both parts, and 1 is an InP upper cladding layer (having a thickness of 1.P).
95 μm), 2 is an InGaAsP core layer (InP substrate lattice matching, composition corresponding to an absorption edge wavelength of 1.05 μm, thickness: 0.1 μm).
5 μm), 3 is an InP lower cladding layer (1.5 μm thick)
m), 4 is a non-doped InP substrate.
【００３１】図６に示す幅が広い断面を有する部分は、
ＴＥモードに対しても、ＴＭモードに対しても、実効屈
折率が高く、グレーティングの山に相当する。図７に示
す幅が狭い部分は、ＴＥモードに対しても、ＴＭモード
に対しても、実効屈折率が低く、グレーティングの谷に
相当する。また、幅が狭い部分は、ＩｎＰ上部クラッド
層１の上部の中央部が幅０．６μｍ、深さ１．４５μｍ
に掘り込まれた方形の開口穴５に形成されている。The portion having the wide cross section shown in FIG.
The effective refractive index is high for both the TE mode and the TM mode, which corresponds to the peak of the grating. The narrow portion shown in FIG. 7 has a low effective refractive index in both the TE mode and the TM mode, and corresponds to a trough of the grating. In the narrow part, the central part of the upper part of the InP upper cladding layer 1 has a width of 0.6 μm and a depth of 1.45 μm.
It is formed in a square opening hole 5 dug in.
【００３２】図５の本実施形態の直線導波路型グレーテ
ィングフィルタは、図６に示すように、幅が広い部分の
導波路幅は３．２μｍであり、実効屈折率はＴＥモード
に対しても、ＴＭモードに対しても、３．１８７であ
る。また、図７に示すように、幅が狭い部分の導波路幅
は２．３μｍであり、実効屈折率はＴＥモードに対して
も、ＴＭモードに対しても、３．１７６である。本実施
形態では、幅の狭い部分の中央部を掘り込んだ為に、前
述の第１の実施形態よりも低い実効屈折率を得て、か
つ、ＴＥモードとＴＭモードの実効屈折率を同一とする
ことが可能となっている。グレーティングの長さは３０
０μｍとした。As shown in FIG. 6, the linear waveguide grating filter of the present embodiment shown in FIG. 5 has a wide portion having a waveguide width of 3.2 μm and an effective refractive index even for the TE mode. , For the TM mode. In addition, as shown in FIG. 7, the waveguide width of the narrow portion is 2.3 μm, and the effective refractive index is 3.176 for both the TE mode and the TM mode. In the present embodiment, since the central portion of the narrow portion is dug, an effective refractive index lower than that of the first embodiment is obtained, and the effective refractive indices of the TE mode and the TM mode are the same. It is possible to do. Grating length is 30
It was 0 μm.
【００３３】本発明の第２の実施形態のグレーティング
の反射率の波長依存性を図８のグラフに示す。反射スペ
クトルを示す曲線はＴＥモードに対しても、ＴＥモード
に対しても同一であり、図８においては重なっている。
即ち、ＴＥモードに対する応答とＴＭモードに対する応
答は相等しいことが確認できる。本実施形態は、前述の
第１の実施形態と比べ、導波路断面構造が複雑である
が、グレーティングの山と谷の実効屈折率差を多く取れ
ている為に、グレーティング長が小さくても、より広い
波長範囲にわたって、高い反射率を得ることができる。FIG. 8 is a graph showing the wavelength dependence of the reflectance of the grating according to the second embodiment of the present invention. The curves showing the reflection spectra are the same for the TE mode and for the TE mode, and overlap in FIG.
That is, it can be confirmed that the response to the TE mode and the response to the TM mode are equal. This embodiment has a complicated waveguide cross-sectional structure as compared with the first embodiment described above. However, since the effective refractive index difference between the peaks and valleys of the grating is large, even if the grating length is small, High reflectivity can be obtained over a wider wavelength range.
【００３４】（第３の実施形態）本発明の第３の実施形
態を図９〜図１１を参照して説明する。(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００３５】図９は本実施形態の直線導波路型グレーテ
ィングフィルタの全体の外観構成を模式的に示す。本実
施形態においては、ノンドープＩｎＰ基板上に形成され
た半導体直線導波路において、光軸に沿って、半導体層
構造を含む導波路構造の部分と導波路構造が存在しない
部分とが交互に製作されて、グレーティングを形成して
いる。すなわち、低屈折率領域部分は導波路構造が存在
しない自由空間となっている。FIG. 9 schematically shows the overall appearance of the linear waveguide grating filter of this embodiment. In the present embodiment, in a semiconductor linear waveguide formed on a non-doped InP substrate, portions of a waveguide structure including a semiconductor layer structure and portions without a waveguide structure are alternately manufactured along an optical axis. To form a grating. That is, the low refractive index region portion is a free space where no waveguide structure exists.
【００３６】図１０はその半導体層構造を有する部分の
断面構造を示す。この半導体層構造において、１はＩｎ
Ｐ上部クラッド層（厚さ１．９５μｍ）、２はＩｎＧａ
ＡｓＰコア層（ＩｎＰ基板格子整合、吸収端波長１．０
５μｍに対応組成、厚さ０．５μｍ）、３はＩｎＰ下部
クラッド層（厚さ１．５μｍ）、および４はノンドープ
ＩｎＰ基板である。FIG. 10 shows a sectional structure of a portion having the semiconductor layer structure. In this semiconductor layer structure, 1 is In
P upper cladding layer (thickness 1.95 μm), 2 is InGa
AsP core layer (InP substrate lattice matching, absorption edge wavelength 1.0
A composition corresponding to 5 μm, a thickness of 0.5 μm), 3 is an InP lower cladding layer (1.5 μm in thickness), and 4 is a non-doped InP substrate.
【００３７】図９の本実施形態の直線導波路型グレーテ
ィングフィルタは、図１０に示すように、その導波路の
幅は２．７μｍであり、その断面のＴＥモードに対する
屈折率とＴＭモードに対する屈折率は同一であって、そ
れぞれ３．１８４となっている。導波路構造が存在しな
い部分の実効屈折率は、ＴＥモードについてもＴＭモー
ドについても等しく１．０である。As shown in FIG. 10, the linear waveguide grating filter of this embodiment shown in FIG. 9 has a waveguide having a width of 2.7 μm, and has a refractive index for the TE mode and a refractive index for the TM mode in the cross section. The rates are the same, each at 3.184. The effective refractive index of the portion where the waveguide structure does not exist is 1.0 for both the TE mode and the TM mode.
【００３８】半導体層構造が存在する部分の長さが０．
２３０μｍであり、半導体層構造が存在しない部分の長
さが０．０２５６μｍであって、両者の繰り返し構造が
３０個存在する場合の本実施形態のグレーティングの反
射率の波長依存性を図１１のグラフに示す。反射スペク
トルを示す曲線はＴＥモードに対しても、ＴＥモードに
対しても同一であり、図１１においては重なっている。
即ち、ＴＥモードに対する応答とＴＭモードに対する応
答は相等しいことが確認できる。The length of the portion where the semiconductor layer structure exists is 0.
FIG. 11 is a graph showing the wavelength dependence of the reflectance of the grating according to the present embodiment when the length of the portion where the semiconductor layer structure is not present is 0.0256 μm and there are 30 repetitive structures. Shown in The curves showing the reflection spectra are the same for the TE mode and for the TE mode, and overlap in FIG.
That is, it can be confirmed that the response to the TE mode and the response to the TM mode are equal.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光軸に垂直なすべての断面において、その断面構造のＴ
Ｅモードの実効屈折率とＴＭモードの実効屈折率が同一
である断面構造であり、ＴＥモードの光に対する応答と
ＴＭモードの光に対する応答が同一な導波路型グレーテ
ィングを得ることができる。As described above, according to the present invention,
For all sections perpendicular to the optical axis, the T
A waveguide grating having a cross-sectional structure in which the effective refractive index of the E mode and the effective refractive index of the TM mode are the same, and has the same response to light in the TE mode and response to light in the TM mode.
【図１】本発明の第１の実施形態における導波路型グレ
ーティングフィルタの全体の構成を模式的に示す斜視図
である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing an entire configuration of a waveguide grating filter according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施形態において、幅が広い部
分の導波路の断面構造を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a cross-sectional structure of a waveguide having a wide portion in the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第１の実施形態において、幅が狭い部
分の導波路の断面構造を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a cross-sectional structure of a waveguide at a narrow portion in the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第１の実施形態における反射率の波長
依存性を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing wavelength dependence of reflectance in the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第２の実施形態の導波路型グレーティ
ングフィルタの全体の構成を模式的に示す斜視図であ
る。FIG. 5 is a perspective view schematically showing an entire configuration of a waveguide grating filter according to a second embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第２の実施形態において、幅が広い部
分の導波路の断面構造を模式的に示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a cross-sectional structure of a waveguide at a wide portion in a second embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第２の実施形態において、幅が狭く上
部クラッドが掘り込まれた部分の導波路断面構造を模式
的に示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a waveguide cross-sectional structure of a portion where a width is narrow and an upper cladding is dug in a second embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第２の実施形態における反射率の波長
依存性を示す特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram showing the wavelength dependence of the reflectance in the second embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第３の実施形態の導波路型グレーティ
ングフィルタの全体の構成を模式的に示す斜視図であ
る。FIG. 9 is a perspective view schematically showing an entire configuration of a waveguide grating filter according to a third embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第３の実施形態において、半導体層
構造が存在する部分の導波路の断面構造を模式的に示す
断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a cross-sectional structure of a waveguide in a portion where a semiconductor layer structure exists in a third embodiment of the present invention.
【図１１】本発明の第３の実施形態における反射率の波
長依存性を示す特性図である。FIG. 11 is a characteristic diagram showing the wavelength dependence of the reflectance in the third embodiment of the present invention.
１ ＩｎＰ上部クラッド層 ２ ＩｎＧａＡｓＰコア層 ３ ＩｎＰ下部クラッド層 ４ ノンドープＩｎＰ基板 ５ 開口穴 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 InP upper clad layer 2 InGaAsP core layer 3 InP lower clad layer 4 Non-doped InP substrate 5 Opening hole
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥 哲 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 神徳 正樹 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 ルイ ウェイン 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 硴塚 孝明 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 関 俊司 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2H047 KA05 KA11 LA03 MA03 QA02 RA08 TA22 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Tetsu Oku 3-19-2 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Japan Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Masaki Shintoku 3-9-1, Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo No. Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Louis Wayne 3-19-2 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Takaaki Kakizuka 3-192, Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo No. Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Shunji Seki 3-19-2 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo F-term within Nippon Telegraph and Telephone Corporation (reference) 2H047 KA05 KA11 LA03 MA03 QA02 RA08 TA22
Claims (12)
波路型グレーティングフィルタにおいて、 前記低屈折率領域はＴＥモードの実効屈折率とＴＭモー
ドの実効屈折率が同一であり、 前記高屈折率領域はＴＭモードの実効屈折率とＴＭモー
ドの実効屈折率が同一であることを特徴とする導波路型
グレーティングフィルタ。1. A waveguide grating filter having a low-refractive-index region and a high-refractive-index region, wherein the low-refractive-index region has the same effective refractive index of a TE mode and a TM mode, and A waveguide type grating filter, wherein the index region has the same effective refractive index of the TM mode and the effective refractive index of the TM mode.
下部クラッド層、コア層、上部クラッド層からなる３層
ストライプ構造を少なくとも有することを特徴とする請
求項１に記載の導波路型グレーティングフィルタ。2. The waveguide-type grating filter according to claim 1, wherein the waveguide-type grating filter has at least a three-layer stripe structure including a lower cladding layer, a core layer, and an upper cladding layer.
上部クラッド層は半導体材料であることを特徴とする請
求項２に記載の導波路型グレーティングフィルタ。3. The waveguide type grating filter according to claim 2, wherein the lower cladding layer, the core layer, and the upper cladding layer are made of a semiconductor material.
層はＩｎＰであり、前記コア層はＩｎＧａＡｓＰである
ことを特徴とする請求項３に記載の導波路型グレーティ
ングフィルタ。4. The waveguide-type grating filter according to claim 3, wherein said lower cladding layer and said upper cladding layer are made of InP, and said core layer is made of InGaAsP.
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の導
波路型グレーティングフィルタ。5. The waveguide grating filter according to claim 1, wherein the low refractive index region is a free space.
域の幅よりも狭いことを特徴とする請求項１から４のい
ずれかに記載の導波路型グレーティングフィルタ。6. The waveguide grating filter according to claim 1, wherein the width of the low refractive index region is smaller than the width of the high refractive index region.
の厚さが前記高屈折率領域の部分の上部クラッド層の厚
さよりも薄いことを特徴とする請求項２から４のいずれ
かに記載の導波路型グレーティングフィルタ。7. The method according to claim 2, wherein the thickness of the upper cladding layer in the low refractive index region is smaller than the thickness of the upper cladding layer in the high refractive index region. Waveguide grating filter.
が薄層厚部を有することを特徴とする請求項７に記載の
導波路型グレーティングフィルタ。8. The waveguide type grating filter according to claim 7, wherein the upper clad layer in the low refractive index region has a thin layer thick portion.
が厚層厚部を有することを特徴とする請求項７に記載の
導波路型グレーティングフィルタ。9. The waveguide type grating filter according to claim 7, wherein the upper cladding layer in the high refractive index region has a thick portion.
ド層・コア層・上部クラッド層からなるストライプ構造
を有し、光軸に沿って該ストライプの幅が変化し、該ス
トライプ幅の広い部分をフィルタの高実効屈折率領域と
し、該ストライプ幅の狭い部分をフィルタの低実効屈折
率領域とする導波路型グレーティングフィルタであっ
て、ＴＥモードの実効屈折率とＴＭモードの実効屈折率
が等しくなる範囲で、前記ストライプ幅を変化させてい
ることを特徴とする導波路型グレーティングフィルタ。10. A stripe structure formed on a semiconductor substrate and comprising a lower cladding layer, a core layer, and an upper cladding layer, wherein the width of the stripe changes along the optical axis, and a portion having a large width of the stripe is formed. A waveguide grating filter in which a high effective refractive index region of a filter is used, and a narrow portion of the stripe width is a low effective refractive index region of the filter, wherein an effective refractive index of a TE mode is equal to an effective refractive index of a TM mode. A waveguide-type grating filter, wherein the stripe width is changed within a range.
て、前記上部クラッド層の厚さが部分的に薄いことを特
徴とする請求項１０に記載の導波路型グレーティングフ
ィルタ。11. The waveguide-type grating filter according to claim 10, wherein the thickness of the upper cladding layer is partially thin in the portion where the stripe width is small.
ド層・コア層・上部クラッド層からなるストライプ構造
が光軸に沿って間欠的に縦続接続した直線導波路型グレ
ーティングフィルタであって、該ストライプの幅が該ス
トライプ断面のＴＥモードの実効屈折率とＴＭモードの
実効屈折率とが等しい範囲内に設定されることを特徴と
する導波路型グレーティングフィルタ。12. A linear waveguide grating filter formed on a semiconductor substrate and having a stripe structure composed of a lower cladding layer, a core layer, and an upper cladding layer intermittently cascaded along an optical axis, wherein Is set within a range in which the effective refractive index of the TE mode and the effective refractive index of the TM mode of the stripe cross section are equal to each other.
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