JP2003279764A - ２次元フォトニック結晶光分合波器 - Google Patents
２次元フォトニック結晶光分合波器Info
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- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
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- G02B6/1225—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths comprising photonic band-gap structures or photonic lattices
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型化が可能であり、かつQ値及び効率の高
い光分合波器を提供する。 【解決手段】 スラブ状の本体１１に、本体１１の材質
よりも低屈折率の領域（空孔）１２を周期的に配置する
ことにより２次元フォトニック結晶を作製する。その中
で空孔１２を線状に設けないことにより導波路１３を形
成する。導波路１３に隣接した場所の２個以上の格子点
で空孔１２を設けないことにより、ドナー型クラスタ欠
陥１４を形成する。このような構成により、導波路１３
を伝播する光のうち特定の波長の光だけがドナー型クラ
スタ欠陥１４において共振し、捕獲されて外部へ放出さ
れる(分波)。逆に、ドナー型クラスタ欠陥１４において
外部から特定の波長の光だけを導波路１３に投入するこ
ともできる（合波）。
い光分合波器を提供する。 【解決手段】 スラブ状の本体１１に、本体１１の材質
よりも低屈折率の領域（空孔）１２を周期的に配置する
ことにより２次元フォトニック結晶を作製する。その中
で空孔１２を線状に設けないことにより導波路１３を形
成する。導波路１３に隣接した場所の２個以上の格子点
で空孔１２を設けないことにより、ドナー型クラスタ欠
陥１４を形成する。このような構成により、導波路１３
を伝播する光のうち特定の波長の光だけがドナー型クラ
スタ欠陥１４において共振し、捕獲されて外部へ放出さ
れる(分波)。逆に、ドナー型クラスタ欠陥１４において
外部から特定の波長の光だけを導波路１３に投入するこ
ともできる（合波）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長分割光多重通
信などに用いられる光分合波デバイスに関する。
信などに用いられる光分合波デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、新しい光デバイスとして、フォト
ニック結晶が注目されている。フォトニック結晶とは周
期屈折率分布をもった光学機能材料であり、光子のエネ
ルギーに対してバンド構造を形成する。特に、光の伝播
が不可能となるエネルギー領域(フォトニックバンドギ
ャップ)が形成されることが特徴である。
ニック結晶が注目されている。フォトニック結晶とは周
期屈折率分布をもった光学機能材料であり、光子のエネ
ルギーに対してバンド構造を形成する。特に、光の伝播
が不可能となるエネルギー領域(フォトニックバンドギ
ャップ)が形成されることが特徴である。
【０００３】フォトニック結晶の適用が期待される分野
の一例として、光通信の分野を取り上げる。光通信にお
いて、従来の光時分割多重方式(Optical Time Division
Multiplexing : OTDM)に代わって、波長分割多重方式
(Wavelength Division Multiplexing : WDM)が用いられ
ている。このWDMは、一本の伝送路に複数の波長の光を
伝播させ、それぞれに別個の信号を乗せる通信方式であ
る。これによって、単位時間に送信できる情報量が飛躍
的に向上する。
の一例として、光通信の分野を取り上げる。光通信にお
いて、従来の光時分割多重方式(Optical Time Division
Multiplexing : OTDM)に代わって、波長分割多重方式
(Wavelength Division Multiplexing : WDM)が用いられ
ている。このWDMは、一本の伝送路に複数の波長の光を
伝播させ、それぞれに別個の信号を乗せる通信方式であ
る。これによって、単位時間に送信できる情報量が飛躍
的に向上する。
【０００４】この波長分割多重方式においては、伝送路
の入口側で各波長の光を混合し、混合された光を出口側
で各波長ごとに取り出す。そのために、光の合波器及び
分波器、あるいは波長フィルタが必要となる。このうち
分波器として、現状ではアレイ導波路回折格子(Arrayed
Waveguide Grating : AWG)が用いられている。しか
し、AWGでは通常の導波路を用いるので、光の損失を小
さくするために、現状では数cm角程度の比較的大きな素
子が用いられている。
の入口側で各波長の光を混合し、混合された光を出口側
で各波長ごとに取り出す。そのために、光の合波器及び
分波器、あるいは波長フィルタが必要となる。このうち
分波器として、現状ではアレイ導波路回折格子(Arrayed
Waveguide Grating : AWG)が用いられている。しか
し、AWGでは通常の導波路を用いるので、光の損失を小
さくするために、現状では数cm角程度の比較的大きな素
子が用いられている。
【０００５】そこで、フォトニック結晶から成るデバイ
スを上記分波器及び合波器として用いることにより、上
記分波器の小型化を図ることが検討されている(例え
ば、特開2001-272555号公報に記載。以下、従来技術１
とする。)。以下に、フォトニック結晶から成る分波器
について簡単に述べる。フォトニック結晶中に適切な欠
陥を導入することにより、上記フォトニックバンドギャ
ップ中にこの欠陥によるエネルギー準位(欠陥準位)が形
成される。これによって、上記フォトニックバンドギャ
ップ中のエネルギーに対応する波長範囲のうち、欠陥準
位のエネルギーに対応する波長の光のみが存在可能にな
る。結晶中の上記欠陥を線状にすれば光導波路となり、
結晶中の欠陥を点状にすれば光共振器となる。
スを上記分波器及び合波器として用いることにより、上
記分波器の小型化を図ることが検討されている(例え
ば、特開2001-272555号公報に記載。以下、従来技術１
とする。)。以下に、フォトニック結晶から成る分波器
について簡単に述べる。フォトニック結晶中に適切な欠
陥を導入することにより、上記フォトニックバンドギャ
ップ中にこの欠陥によるエネルギー準位(欠陥準位)が形
成される。これによって、上記フォトニックバンドギャ
ップ中のエネルギーに対応する波長範囲のうち、欠陥準
位のエネルギーに対応する波長の光のみが存在可能にな
る。結晶中の上記欠陥を線状にすれば光導波路となり、
結晶中の欠陥を点状にすれば光共振器となる。
【０００６】フォトニック結晶中に上記導波路を設け、
その近傍に上記点欠陥を適切に設ければ、様々な波長の
光が導波路内を伝播し、その内の、点欠陥の共振周波数
に一致する波長の光のみが点欠陥に捕獲される。その光
を取り出せば、所望の波長の分波器となる。逆に、共振
周波数に一致する波長の光を点欠陥からフォトニック結
晶内に導入し、他の様々な波長の光と一緒に導波路内を
伝播させれば、所望の波長の合波器となる。
その近傍に上記点欠陥を適切に設ければ、様々な波長の
光が導波路内を伝播し、その内の、点欠陥の共振周波数
に一致する波長の光のみが点欠陥に捕獲される。その光
を取り出せば、所望の波長の分波器となる。逆に、共振
周波数に一致する波長の光を点欠陥からフォトニック結
晶内に導入し、他の様々な波長の光と一緒に導波路内を
伝播させれば、所望の波長の合波器となる。
【０００７】分波器及び合波器としてのフォトニック結
晶には、２次元結晶あるいは３次元結晶を用いることが
できる。その両者にそれぞれ特長があるが、以下では、
作成が比較的容易な２次元結晶について述べる。２次元
フォトニック結晶では、面に直交する方向(面直方向)に
は結晶本体と空気との大きな屈折率の差があるので、光
を面直方向に対して閉じこめることができる。
晶には、２次元結晶あるいは３次元結晶を用いることが
できる。その両者にそれぞれ特長があるが、以下では、
作成が比較的容易な２次元結晶について述べる。２次元
フォトニック結晶では、面に直交する方向(面直方向)に
は結晶本体と空気との大きな屈折率の差があるので、光
を面直方向に対して閉じこめることができる。
【０００８】上記従来技術１において、InGaAsPから成
るスラブに周期的に同じ直径の円柱孔を開け、その円柱
孔の１列を塞ぐことで光導波路とし、さらに少なくとも
１箇所の円柱孔の直径を他の円柱孔の直径と異なるもの
とすることで欠陥を導入して、それを光共振器とした場
合について検討されている。
るスラブに周期的に同じ直径の円柱孔を開け、その円柱
孔の１列を塞ぐことで光導波路とし、さらに少なくとも
１箇所の円柱孔の直径を他の円柱孔の直径と異なるもの
とすることで欠陥を導入して、それを光共振器とした場
合について検討されている。
【０００９】それによれば、伝播させたい光の波長(上
記実施例では、波長分割光多重通信に一般的に用いられ
る波長帯のひとつである1.55μm)に合わせて格子定数a
を設定する。そして、各格子点に設けた円柱孔の半径を
0.29aとする。そのうち１個の円柱孔の半径を0.56aとす
ることにより、そこに点欠陥を形成する。すると、その
点欠陥からスラブの面直上下方向に規格化周波数f=0.27
3の光が放射される。この時のQ値はおよそ500となる。
ここで、規格化周波数とは、光の周波数にa/c(cは光速)
を乗じて無次元としたものである。Q値は共振器の効率
を示す値であり、Q値が大きいほど波長分解能も高くな
る。また、１個の円柱孔の半径を0.56a、別の１個の円
柱孔の半径を0.58aと、大きさの異なる複数の点欠陥を
形成した場合、それぞれ規格化周波数が0.2729及び0.27
69と、波長の異なる２種の光が放射される。その時のQ
値はいずれもおよそ500となる。
記実施例では、波長分割光多重通信に一般的に用いられ
る波長帯のひとつである1.55μm)に合わせて格子定数a
を設定する。そして、各格子点に設けた円柱孔の半径を
0.29aとする。そのうち１個の円柱孔の半径を0.56aとす
ることにより、そこに点欠陥を形成する。すると、その
点欠陥からスラブの面直上下方向に規格化周波数f=0.27
3の光が放射される。この時のQ値はおよそ500となる。
ここで、規格化周波数とは、光の周波数にa/c(cは光速)
を乗じて無次元としたものである。Q値は共振器の効率
を示す値であり、Q値が大きいほど波長分解能も高くな
る。また、１個の円柱孔の半径を0.56a、別の１個の円
柱孔の半径を0.58aと、大きさの異なる複数の点欠陥を
形成した場合、それぞれ規格化周波数が0.2729及び0.27
69と、波長の異なる２種の光が放射される。その時のQ
値はいずれもおよそ500となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上で述べたように、上
記従来技術１において２次元フォトニック結晶を光分波
器として使用できることが示されているが、そこで得ら
れている性能について、以下の点でさらに向上させる必
要がある。まず、Q値について述べる。上記従来技術１
においてQ値はおよそ500である。この値から、波長λの
光における光共振器の波長分解能がλ/Qで求められる。
例えば、1.55μm帯の波長における上記光共振器の波長
分解能は約3nmとなる。しかし、高密度波長分割多重方
式の光通信に用いるためには、波長分解能をおよそ0.8n
m以下、Q値をおよそ2000以上にしなければならない。従
来技術１においてQ値を向上させることに対する障害要
因として、点欠陥を導入することによって面直方向への
光のエネルギーの損失が増大することが考えられる。
記従来技術１において２次元フォトニック結晶を光分波
器として使用できることが示されているが、そこで得ら
れている性能について、以下の点でさらに向上させる必
要がある。まず、Q値について述べる。上記従来技術１
においてQ値はおよそ500である。この値から、波長λの
光における光共振器の波長分解能がλ/Qで求められる。
例えば、1.55μm帯の波長における上記光共振器の波長
分解能は約3nmとなる。しかし、高密度波長分割多重方
式の光通信に用いるためには、波長分解能をおよそ0.8n
m以下、Q値をおよそ2000以上にしなければならない。従
来技術１においてQ値を向上させることに対する障害要
因として、点欠陥を導入することによって面直方向への
光のエネルギーの損失が増大することが考えられる。
【００１１】２次元面の片側の面からのみ光を取り出す
ために点欠陥に上下非対称性を導入することがある(従
来技術１)。また、円形の点欠陥から取り出される光は
無偏光であるが、外部の光学系と結合させることなどの
目的により、直線偏光した光が求められることがある。
そこで、偏光波を取り出すために点欠陥に面内方向の非
対称性が導入されることがある。しかし、点欠陥の非対
称性もQ値が低下する原因となる。
ために点欠陥に上下非対称性を導入することがある(従
来技術１)。また、円形の点欠陥から取り出される光は
無偏光であるが、外部の光学系と結合させることなどの
目的により、直線偏光した光が求められることがある。
そこで、偏光波を取り出すために点欠陥に面内方向の非
対称性が導入されることがある。しかし、点欠陥の非対
称性もQ値が低下する原因となる。
【００１２】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは小型化が
可能であり、かつQ値の高い、すなわち効率の高い光分
合波器を得ることにある。また、上下非対称性を導入し
た場合や偏光波を得る場合にも効率の高い光分合波器を
得ることも目的とする。
成されたものであり、その目的とするところは小型化が
可能であり、かつQ値の高い、すなわち効率の高い光分
合波器を得ることにある。また、上下非対称性を導入し
た場合や偏光波を得る場合にも効率の高い光分合波器を
得ることも目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係る２次元フォトニック結晶光分合
波器の第１の態様のものは、 a)スラブ状の本体と、 b)上記本体に周期的に配列された複数の、本体とは屈折
率の異なる領域と、 c)上記本体において、上記異屈折率領域の欠陥を線状に
設けることにより形成される導波路と、 d)上記導波路の近傍に設けられる、隣接する２個以上の
欠陥によって形成されるクラスタ欠陥と、を備えること
を特徴とする。
に成された本発明に係る２次元フォトニック結晶光分合
波器の第１の態様のものは、 a)スラブ状の本体と、 b)上記本体に周期的に配列された複数の、本体とは屈折
率の異なる領域と、 c)上記本体において、上記異屈折率領域の欠陥を線状に
設けることにより形成される導波路と、 d)上記導波路の近傍に設けられる、隣接する２個以上の
欠陥によって形成されるクラスタ欠陥と、を備えること
を特徴とする。
【００１４】また、本発明に係る２次元フォトニック結
晶光分合波器の第２の態様のものは、 a)スラブ状の本体と、 b)上記本体内に設けられた２以上の禁制帯領域と、 c)各禁制帯領域内において、各禁制帯領域毎に異なる周
期で周期的に本体に配列された複数の、本体とは屈折率
の異なる領域と、 d)各禁制帯領域内において上記異屈折率領域の欠陥を線
状に設けることにより形成され、全禁制帯領域を通過す
るように設けられる導波路と、 e)各禁制帯領域内において上記導波路の近傍に設けられ
る点状欠陥と、を備えることを特徴とする。
晶光分合波器の第２の態様のものは、 a)スラブ状の本体と、 b)上記本体内に設けられた２以上の禁制帯領域と、 c)各禁制帯領域内において、各禁制帯領域毎に異なる周
期で周期的に本体に配列された複数の、本体とは屈折率
の異なる領域と、 d)各禁制帯領域内において上記異屈折率領域の欠陥を線
状に設けることにより形成され、全禁制帯領域を通過す
るように設けられる導波路と、 e)各禁制帯領域内において上記導波路の近傍に設けられ
る点状欠陥と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】まず、第１の態様について説明す
る。面内方向の大きさに比べて厚さが十分薄い板状体で
あるスラブが、本発明の２次元フォトニック結晶光分合
波器の本体となる。この本体に、本体とは屈折率の異な
る領域を周期的に配置する。この周期的な異屈折率領域
の存在によりフォトニックバンドギャップが形成され、
その範囲内のエネルギーを持つ光を存在させなくする。
すなわち、それに対応する波長帯の光は本体を通過する
ことができない。
る。面内方向の大きさに比べて厚さが十分薄い板状体で
あるスラブが、本発明の２次元フォトニック結晶光分合
波器の本体となる。この本体に、本体とは屈折率の異な
る領域を周期的に配置する。この周期的な異屈折率領域
の存在によりフォトニックバンドギャップが形成され、
その範囲内のエネルギーを持つ光を存在させなくする。
すなわち、それに対応する波長帯の光は本体を通過する
ことができない。
【００１６】異屈折率領域は、本体よりも屈折率の低い
もの及び高いもののいずれであってもよい。一般に、本
体としては屈折率の高い材質が用いられることが多いの
で、異屈折率領域としては屈折率の低い材質のものを用
いるのが材料選択の点からも容易である。
もの及び高いもののいずれであってもよい。一般に、本
体としては屈折率の高い材質が用いられることが多いの
で、異屈折率領域としては屈折率の低い材質のものを用
いるのが材料選択の点からも容易である。
【００１７】更に、低屈折率領域としては、本体よりも
屈折率の低い物質を本体内に埋め込んだものでもよい
し、単に本体に孔を開けただけのものでもよい。後者の
場合は、空気が上記異屈折率領域となる。実際上、空気
が最も屈折率の低い材質であるため、本体との屈折率差
を大きくすることができるという点で有利である。ま
た、製造上も、他の物質を埋め込むよりも単に空孔を設
ける方が容易である。
屈折率の低い物質を本体内に埋め込んだものでもよい
し、単に本体に孔を開けただけのものでもよい。後者の
場合は、空気が上記異屈折率領域となる。実際上、空気
が最も屈折率の低い材質であるため、本体との屈折率差
を大きくすることができるという点で有利である。ま
た、製造上も、他の物質を埋め込むよりも単に空孔を設
ける方が容易である。
【００１８】以下、異屈折率領域が配置される周期的な
点を格子点と呼ぶ。格子点の配列としては種々の形態が
考えられるが、例えば正方格子状や三角格子状などが典
型的なものである。
点を格子点と呼ぶ。格子点の配列としては種々の形態が
考えられるが、例えば正方格子状や三角格子状などが典
型的なものである。
【００１９】このような周期性を有するフォトニック結
晶において、１個の格子点の異屈折率領域に欠陥を設け
ることにより、そこで周期性が乱される。欠陥のパラメ
ータを適切に設定することにより、この周期性の乱れか
らフォトニックバンドギャップ中に欠陥準位が形成さ
れ、光の存在が許されない本体中に光の存在が許される
点が生ずる。これを点欠陥と呼ぶ。このような欠陥を線
状に設けることにより、本体中に光が通過し得る導波路
を形成することができる。これを線欠陥と呼ぶ。線欠陥
の形状は直線状に限らず、屈曲状や曲線状であってもよ
い。また、線欠陥の幅は格子点の列の１列分であっても
よいし、複数列分であってもよい。
晶において、１個の格子点の異屈折率領域に欠陥を設け
ることにより、そこで周期性が乱される。欠陥のパラメ
ータを適切に設定することにより、この周期性の乱れか
らフォトニックバンドギャップ中に欠陥準位が形成さ
れ、光の存在が許されない本体中に光の存在が許される
点が生ずる。これを点欠陥と呼ぶ。このような欠陥を線
状に設けることにより、本体中に光が通過し得る導波路
を形成することができる。これを線欠陥と呼ぶ。線欠陥
の形状は直線状に限らず、屈曲状や曲線状であってもよ
い。また、線欠陥の幅は格子点の列の１列分であっても
よいし、複数列分であってもよい。
【００２０】上記のように、異屈折率領域を空孔とした
場合、その欠陥としては、空孔を本体の物質で埋めたも
の、すなわち、その格子点に空孔を設けないもの、が最
も便利である。もちろん、その空孔の径を大きくしたも
のも欠陥となる。格子点に空孔を設けないものはドナー
型欠陥であり、空孔の径を大きくしたものはアクセプタ
型欠陥である。
場合、その欠陥としては、空孔を本体の物質で埋めたも
の、すなわち、その格子点に空孔を設けないもの、が最
も便利である。もちろん、その空孔の径を大きくしたも
のも欠陥となる。格子点に空孔を設けないものはドナー
型欠陥であり、空孔の径を大きくしたものはアクセプタ
型欠陥である。
【００２１】ここで、ドナー型欠陥とアクセプタ型欠陥
について説明する。本発明では赤外線及び紫外線を含む
光を対象としているため、屈折率で説明しているが、一
般的にはフォトニック結晶は周期的な誘電率の差により
形成される。従って、欠陥は、本体中に周期的に配置さ
れた異誘電率領域（格子点）の１個の誘電率を異なるも
のとすることにより形成される。誘電率を通常の格子点
の誘電率よりも高い値にしたものをドナー型欠陥、低い
値にしたものをアクセプタ型欠陥と呼ぶ。上記のよう
に、何らかの物質で作製された本体中に周期的に空孔を
配置し、その内の１点に空孔を設けない（本体物質で埋
める）という欠陥は、その格子点の誘電率を空気よりも
高くすることであるため、ドナー型欠陥である。逆に、
１点の孔の径を大きくすることは、その格子点の誘電率
を低くすることであるため、アクセプタ型欠陥である。
について説明する。本発明では赤外線及び紫外線を含む
光を対象としているため、屈折率で説明しているが、一
般的にはフォトニック結晶は周期的な誘電率の差により
形成される。従って、欠陥は、本体中に周期的に配置さ
れた異誘電率領域（格子点）の１個の誘電率を異なるも
のとすることにより形成される。誘電率を通常の格子点
の誘電率よりも高い値にしたものをドナー型欠陥、低い
値にしたものをアクセプタ型欠陥と呼ぶ。上記のよう
に、何らかの物質で作製された本体中に周期的に空孔を
配置し、その内の１点に空孔を設けない（本体物質で埋
める）という欠陥は、その格子点の誘電率を空気よりも
高くすることであるため、ドナー型欠陥である。逆に、
１点の孔の径を大きくすることは、その格子点の誘電率
を低くすることであるため、アクセプタ型欠陥である。
【００２２】異屈折率領域のうち、導波路の近傍にあ
る、隣接する２個以上の格子点を欠陥とすることによっ
て、１個の格子点のみから成る欠陥とは別異の特性を持
つ欠陥を形成する。以後、１個の格子点のみから成る欠
陥を「点欠陥」と呼ぶ。従来技術１に記載されている欠
陥は、この点欠陥である。それに対して、本願発明の第
１の態様で使用する欠陥は、隣接する２個以上の格子点
により形成される欠陥である。これを「クラスタ欠陥」
と呼ぶ。また、「点欠陥」と「クラスタ欠陥」とを総称
して「点状欠陥」と呼ぶ。これは、後述の第２の態様で
使用する。
る、隣接する２個以上の格子点を欠陥とすることによっ
て、１個の格子点のみから成る欠陥とは別異の特性を持
つ欠陥を形成する。以後、１個の格子点のみから成る欠
陥を「点欠陥」と呼ぶ。従来技術１に記載されている欠
陥は、この点欠陥である。それに対して、本願発明の第
１の態様で使用する欠陥は、隣接する２個以上の格子点
により形成される欠陥である。これを「クラスタ欠陥」
と呼ぶ。また、「点欠陥」と「クラスタ欠陥」とを総称
して「点状欠陥」と呼ぶ。これは、後述の第２の態様で
使用する。
【００２３】このような構成において、１個のクラスタ
欠陥に含まれる格子点の個数や配列及びクラスタ欠陥の
位置(導波路からの距離)、あるいは本体の格子定数aな
どのパラメータを適切に設定することにより、クラスタ
欠陥によりフォトニックバンドギャップ中に所望の欠陥
準位が形成される。そして、導波路を通過する種々の波
長の光のうち、欠陥準位のエネルギーに対応する波長の
光のみが欠陥位置において共振する。共振した光はフォ
トニック結晶の面直方向に放出される。所望の波長の光
を得るためには、上記種々のパラメータを調節すること
によって、欠陥準位のエネルギーを適切に選べばよい。
欠陥に含まれる格子点の個数や配列及びクラスタ欠陥の
位置(導波路からの距離)、あるいは本体の格子定数aな
どのパラメータを適切に設定することにより、クラスタ
欠陥によりフォトニックバンドギャップ中に所望の欠陥
準位が形成される。そして、導波路を通過する種々の波
長の光のうち、欠陥準位のエネルギーに対応する波長の
光のみが欠陥位置において共振する。共振した光はフォ
トニック結晶の面直方向に放出される。所望の波長の光
を得るためには、上記種々のパラメータを調節すること
によって、欠陥準位のエネルギーを適切に選べばよい。
【００２４】２個以上の欠陥を直線状に配置して形成し
たクラスタ欠陥の場合、欠陥位置においてクラスタ欠陥
の幅方向の偏光が得られる。
たクラスタ欠陥の場合、欠陥位置においてクラスタ欠陥
の幅方向の偏光が得られる。
【００２５】クラスタ欠陥の形状に面直方向の非対称性
を与えれば、２次元フォトニック結晶の上下に出力され
る光の出力を非対称にすることができる。非対称性を与
えるための方法としては、本体の一方の面から本体の厚
みの一部分にのみ異屈折率領域を設けることにより、異
屈折率領域の欠陥とする方法が考えられる。その厚みの
範囲としては、後述のように、5%〜40%、特に20〜30%が
望ましい。
を与えれば、２次元フォトニック結晶の上下に出力され
る光の出力を非対称にすることができる。非対称性を与
えるための方法としては、本体の一方の面から本体の厚
みの一部分にのみ異屈折率領域を設けることにより、異
屈折率領域の欠陥とする方法が考えられる。その厚みの
範囲としては、後述のように、5%〜40%、特に20〜30%が
望ましい。
【００２６】クラスタ欠陥の場合、その形状に面直方向
の非対称性を与えるには、上記のように各格子点におけ
る非対称性に依る必要はない。例えば、隣接する２つの
格子点から成るクラスタ欠陥に対して、その２つの格子
点の中間の一点に上記操作（一方の面にのみ低屈折率領
域を設ける）を行ってもよい。
の非対称性を与えるには、上記のように各格子点におけ
る非対称性に依る必要はない。例えば、隣接する２つの
格子点から成るクラスタ欠陥に対して、その２つの格子
点の中間の一点に上記操作（一方の面にのみ低屈折率領
域を設ける）を行ってもよい。
【００２７】ここまでは分波器としての作用を述べた
が、上記構成を合波器として用いることもできる。欠陥
準位のエネルギーに対応する波長の光をクラスタ欠陥の
位置に導入すれば、導波路を流れる光に上記波長の光が
合波される。
が、上記構成を合波器として用いることもできる。欠陥
準位のエネルギーに対応する波長の光をクラスタ欠陥の
位置に導入すれば、導波路を流れる光に上記波長の光が
合波される。
【００２８】格子点の個数や配列が異なる２個以上のク
ラスタ欠陥を配置することによって、異なる２種以上の
波長の光を分合波することもできる。
ラスタ欠陥を配置することによって、異なる２種以上の
波長の光を分合波することもできる。
【００２９】次に、第２の態様について説明する。第１
の態様において、欠陥を設ける格子点の個数や配置を変
えることによって分合波する光の波長を変えることがで
きることを示した。そして、異屈折率領域としては空孔
が有利であり、欠陥としてはその空孔を設けないという
ドナー型欠陥が有利であることを述べた。しかし、この
ようなドナー型欠陥は、空孔の径を大きくすることによ
り形成されるアクセプタ型欠陥よりも波長変化の自由度
が少ない。これは、アクセプタ型欠陥では空孔の大きさ
を任意に変化させることができるのに対して、ドナー型
欠陥は単に格子点を本体物質で埋めるだけであり、その
ような変化の自由度がないためである。上記本発明の第
１の態様に従ってドナー型欠陥をクラスタ型とすること
により、それに含まれる格子点の数又は配置の形態を変
えるという自由度は生じるが、それでも自由度の幅は限
られている。ドナー型クラスタ欠陥におけるこのような
問題は、本発明の第２の態様によって解決される。それ
を以下に詳しく述べる。
の態様において、欠陥を設ける格子点の個数や配置を変
えることによって分合波する光の波長を変えることがで
きることを示した。そして、異屈折率領域としては空孔
が有利であり、欠陥としてはその空孔を設けないという
ドナー型欠陥が有利であることを述べた。しかし、この
ようなドナー型欠陥は、空孔の径を大きくすることによ
り形成されるアクセプタ型欠陥よりも波長変化の自由度
が少ない。これは、アクセプタ型欠陥では空孔の大きさ
を任意に変化させることができるのに対して、ドナー型
欠陥は単に格子点を本体物質で埋めるだけであり、その
ような変化の自由度がないためである。上記本発明の第
１の態様に従ってドナー型欠陥をクラスタ型とすること
により、それに含まれる格子点の数又は配置の形態を変
えるという自由度は生じるが、それでも自由度の幅は限
られている。ドナー型クラスタ欠陥におけるこのような
問題は、本発明の第２の態様によって解決される。それ
を以下に詳しく述べる。
【００３０】本発明の第２の態様は、本体に異屈折率領
域を配する際に、本体を、分合波する波長の種類の数と
同じ数の領域に分ける。以後、この領域を禁制帯領域と
呼ぶ。そして、各禁制帯領域毎に異なる配列周期で上記
異屈折率領域を配置する。
域を配する際に、本体を、分合波する波長の種類の数と
同じ数の領域に分ける。以後、この領域を禁制帯領域と
呼ぶ。そして、各禁制帯領域毎に異なる配列周期で上記
異屈折率領域を配置する。
【００３１】異屈折率領域は、本体よりも屈折率の低い
材質によって形成されることが好ましく、空気によって
形成される（すなわち、空孔である）ことがより好まし
いという点は、第１の態様と同様である。
材質によって形成されることが好ましく、空気によって
形成される（すなわち、空孔である）ことがより好まし
いという点は、第１の態様と同様である。
【００３２】各禁制帯領域を通して光を通過させ、合波
するために、上記禁制帯領域の全てを通る導波路を第１
の態様と同様に形成する。さらに、上記禁制帯領域の各
々に分合波用の点状欠陥を形成する。「点状欠陥」とは
上記の通り、１個の格子点のみから成る点欠陥と、複数
個の隣接する点欠陥で構成されるクラスタ欠陥とを含む
ものである。各禁制帯領域に設ける点状欠陥は、互いに
共振波長が異なるようにしておく。従って、n個の禁制
帯領域で構成される２次元フォトニック結晶光分合波器
は、n種類の波長の光を分合波する。このように、１つ
の２次元フォトニック結晶に複数の禁制帯領域を設けた
構造を、面内へテロ構造と呼ぶ。
するために、上記禁制帯領域の全てを通る導波路を第１
の態様と同様に形成する。さらに、上記禁制帯領域の各
々に分合波用の点状欠陥を形成する。「点状欠陥」とは
上記の通り、１個の格子点のみから成る点欠陥と、複数
個の隣接する点欠陥で構成されるクラスタ欠陥とを含む
ものである。各禁制帯領域に設ける点状欠陥は、互いに
共振波長が異なるようにしておく。従って、n個の禁制
帯領域で構成される２次元フォトニック結晶光分合波器
は、n種類の波長の光を分合波する。このように、１つ
の２次元フォトニック結晶に複数の禁制帯領域を設けた
構造を、面内へテロ構造と呼ぶ。
【００３３】各禁制帯領域における異屈折率領域の配列
周期と点状欠陥は、分合波する光の波長に対応して設定
する。各禁制帯領域毎の異屈折率領域の大きさの比率
も、設定した各禁制帯領域毎の異屈折率領域の配列周期
と同じ比率とする。各禁制帯領域に同じ形状のクラスタ
欠陥を配置すれば、禁制帯領域毎の異屈折率領域の配列
周期の違いによって、各クラスタ欠陥は異なる波長を分
合波する。もちろん、禁制帯領域毎に異なる格子点数又
は形状のクラスタ欠陥を配置してもよい。クラスタ欠陥
には第１の態様の種々の欠陥が使用可能である。
周期と点状欠陥は、分合波する光の波長に対応して設定
する。各禁制帯領域毎の異屈折率領域の大きさの比率
も、設定した各禁制帯領域毎の異屈折率領域の配列周期
と同じ比率とする。各禁制帯領域に同じ形状のクラスタ
欠陥を配置すれば、禁制帯領域毎の異屈折率領域の配列
周期の違いによって、各クラスタ欠陥は異なる波長を分
合波する。もちろん、禁制帯領域毎に異なる格子点数又
は形状のクラスタ欠陥を配置してもよい。クラスタ欠陥
には第１の態様の種々の欠陥が使用可能である。
【００３４】本発明の第２の態様は、特に、本体の周期
構造である空孔を設けないというドナー型欠陥の場合に
自由度を大きくするという目的で開発されたものである
が、この構成自体はアクセプタ型にも適用することがで
き、それに特有の利点を持つ。すなわち、１個の格子点
の空孔径を大きくすることにより形成されるアクセプタ
型点欠陥を用いて異なる２種以上の波長の光を分合波し
ようとする場合、従来は１枚の本体内に径の異なる複数
の空孔を導入していたが、これによってQ値が低下する
という問題があった。このQ値の低下を回避するため
に、本発明の第２の態様を好適に適用することができ
る。すなわち、異なる禁制帯領域に、分合波する光の波
長に対応して異なる配列周期で異屈折率領域を配置す
る。各禁制帯領域毎の異屈折率領域の大きさの比率、及
び各禁制帯領域毎に配置するアクセプタ型点欠陥の大き
さも、設定した各禁制帯領域毎の異屈折率領域の配列周
期の比率と同じ比率とする。これにより、Q値の低下を
招くことなく、複数の波長の光を分合波することが可能
となる。
構造である空孔を設けないというドナー型欠陥の場合に
自由度を大きくするという目的で開発されたものである
が、この構成自体はアクセプタ型にも適用することがで
き、それに特有の利点を持つ。すなわち、１個の格子点
の空孔径を大きくすることにより形成されるアクセプタ
型点欠陥を用いて異なる２種以上の波長の光を分合波し
ようとする場合、従来は１枚の本体内に径の異なる複数
の空孔を導入していたが、これによってQ値が低下する
という問題があった。このQ値の低下を回避するため
に、本発明の第２の態様を好適に適用することができ
る。すなわち、異なる禁制帯領域に、分合波する光の波
長に対応して異なる配列周期で異屈折率領域を配置す
る。各禁制帯領域毎の異屈折率領域の大きさの比率、及
び各禁制帯領域毎に配置するアクセプタ型点欠陥の大き
さも、設定した各禁制帯領域毎の異屈折率領域の配列周
期の比率と同じ比率とする。これにより、Q値の低下を
招くことなく、複数の波長の光を分合波することが可能
となる。
【００３５】
【発明の効果】上記第１の態様のクラスタ欠陥を導入す
ることによって、１個の格子点のみから成る点欠陥を用
いる場合よりも高いQ値を持つ分波器及び合波器を得る
ことができる。これは、クラスタ欠陥が形成されること
により、欠陥の周囲における有効屈折率が高くなり、光
の閉じこめ効果が向上することによる。また、上下非対
称性を導入した場合や偏光波を得る場合にも効率の高い
光分合波器を得ることができる。
ることによって、１個の格子点のみから成る点欠陥を用
いる場合よりも高いQ値を持つ分波器及び合波器を得る
ことができる。これは、クラスタ欠陥が形成されること
により、欠陥の周囲における有効屈折率が高くなり、光
の閉じこめ効果が向上することによる。また、上下非対
称性を導入した場合や偏光波を得る場合にも効率の高い
光分合波器を得ることができる。
【００３６】上記第２の態様の面内へテロ構造を導入す
ることによって、ドナー型クラスタ欠陥を使用した場合
においても、複数の波長の光を分合波する際の各波長を
高い自由度で設定することができる。また、そのときの
Q値は、１種類の波長の光を分合波するフォトニック結
晶のQ値とほとんど変わらない。高いQ値を持つ第１の態
様のドナー型クラスタ欠陥を用いて第２の態様を構成す
れば、高いQ値を持ち、かつ光の波長を分合波する装置
を比較的容易に作製することができる。また、第２の態
様はアクセプタ型欠陥に対しても有効に応用することが
できる。
ることによって、ドナー型クラスタ欠陥を使用した場合
においても、複数の波長の光を分合波する際の各波長を
高い自由度で設定することができる。また、そのときの
Q値は、１種類の波長の光を分合波するフォトニック結
晶のQ値とほとんど変わらない。高いQ値を持つ第１の態
様のドナー型クラスタ欠陥を用いて第２の態様を構成す
れば、高いQ値を持ち、かつ光の波長を分合波する装置
を比較的容易に作製することができる。また、第２の態
様はアクセプタ型欠陥に対しても有効に応用することが
できる。
【００３７】
【実施例】(1)第１の態様の実施例
(1-1)構成
まず、第１の態様の実施例として、図１に模式的に示す
ような２次元フォトニック結晶を取り上げる。図１に板
状に表したものがスラブ(本体)１１である。光通信に用
いる波長λ=1.55μmの赤外線を考えた場合、スラブ１１
にはそれに対して透明なInGaAsPを用いることができ
る。そこに、白丸で示すように、異屈折率領域（低屈折
率領域）である空孔１２を周期的に配置する。図１では
三角格子状に空孔１２を配した例を示しているが、その
他にも正方格子状などの様々な配置が考えられる。
ような２次元フォトニック結晶を取り上げる。図１に板
状に表したものがスラブ(本体)１１である。光通信に用
いる波長λ=1.55μmの赤外線を考えた場合、スラブ１１
にはそれに対して透明なInGaAsPを用いることができ
る。そこに、白丸で示すように、異屈折率領域（低屈折
率領域）である空孔１２を周期的に配置する。図１では
三角格子状に空孔１２を配した例を示しているが、その
他にも正方格子状などの様々な配置が考えられる。
【００３８】導波路１３は、図１の実線の矢印で示した
部分において空孔を線状に連続的に設けないことにより
形成される。さらに白矢印で示した部分において複数の
格子点に空孔を設けないことによって、ドナー型クラス
タ欠陥１４が形成される。図のうえでは、空孔で構成さ
れる格子点を本体物質で埋めたように表されるので、以
下では、ドナー型クラスタ欠陥を構成することを「格子
点を埋める」と表現することがある。
部分において空孔を線状に連続的に設けないことにより
形成される。さらに白矢印で示した部分において複数の
格子点に空孔を設けないことによって、ドナー型クラス
タ欠陥１４が形成される。図のうえでは、空孔で構成さ
れる格子点を本体物質で埋めたように表されるので、以
下では、ドナー型クラスタ欠陥を構成することを「格子
点を埋める」と表現することがある。
【００３９】図１においては３格子点を埋めたドナー型
クラスタ欠陥の例を示したが、その他にも、図２に示す
ような様々なドナー型クラスタ欠陥の構成が考えられ
る。図２には、格子点を２〜３個埋めた場合の構成を示
した。図には示さないが、４格子点以上を埋めたドナー
型クラスタ欠陥も可能である。格子点を３個埋めた場合
については３通りの構成を示している。このうち、欠陥
を構成する３つの格子点が三角形に並ぶものを「三角形
状欠陥」、直線上に並ぶものを「直線状欠陥」と呼ぶこ
とにする。なお、図２には比較のために格子点１個だけ
で構成されるドナー型欠陥（ドナー型点欠陥）も示し
た。
クラスタ欠陥の例を示したが、その他にも、図２に示す
ような様々なドナー型クラスタ欠陥の構成が考えられ
る。図２には、格子点を２〜３個埋めた場合の構成を示
した。図には示さないが、４格子点以上を埋めたドナー
型クラスタ欠陥も可能である。格子点を３個埋めた場合
については３通りの構成を示している。このうち、欠陥
を構成する３つの格子点が三角形に並ぶものを「三角形
状欠陥」、直線上に並ぶものを「直線状欠陥」と呼ぶこ
とにする。なお、図２には比較のために格子点１個だけ
で構成されるドナー型欠陥（ドナー型点欠陥）も示し
た。
【００４０】(1-2)光分合波できることの確認
上記構成によって実際に光を分合波できるかどうかを確
かめる。そのためにまず、導波路が通すフォトニックバ
ンドギャップ中の光の波長帯を調べ、次にその光の波長
帯の中にドナー型欠陥によって欠陥準位が形成されるか
どうかを調べる。その手段として、２次元平面波展開法
と呼ばれる解析手法を用いた。
かめる。そのためにまず、導波路が通すフォトニックバ
ンドギャップ中の光の波長帯を調べ、次にその光の波長
帯の中にドナー型欠陥によって欠陥準位が形成されるか
どうかを調べる。その手段として、２次元平面波展開法
と呼ばれる解析手法を用いた。
【００４１】平面波展開法とは、誘電率分布が周期構造
をもつ空間を伝播する光を、平面波の合成として表す方
法である。電界が面内方向に振動し磁界が面直方向に振
動するTEモードを考えると、電磁気のマクスウェル方程
式は磁界について、
をもつ空間を伝播する光を、平面波の合成として表す方
法である。電界が面内方向に振動し磁界が面直方向に振
動するTEモードを考えると、電磁気のマクスウェル方程
式は磁界について、
【００４２】
【数１】
と表される。ここでωは光の角振動数、Hｚ=Hｚ(x,y,
ω)は面内におけるz方向の磁界(Hx、Hyは0)、cは光速で
ある。また、εr(r)はここでは周期的な誘電率を表す。
εr(r)をフーリエ級数展開し、Hｚ(x,y,ω)をブロッホ
の定理により展開すると、それぞれ、
ω)は面内におけるz方向の磁界(Hx、Hyは0)、cは光速で
ある。また、εr(r)はここでは周期的な誘電率を表す。
εr(r)をフーリエ級数展開し、Hｚ(x,y,ω)をブロッホ
の定理により展開すると、それぞれ、
【００４３】
【数２】
となる。ただし、kは波数ベクトルであり、Gは逆格子ベ
クトルである。また、κ(G)及びh(k,G)はそれぞれ展開
係数である。式(2)を式(1)に代入し、任意のGに対するh
(k,G)について解くと、
クトルである。また、κ(G)及びh(k,G)はそれぞれ展開
係数である。式(2)を式(1)に代入し、任意のGに対するh
(k,G)について解くと、
【００４４】
【数３】
となる。したがって、特定の波数ベクトルkを与えると
固有値として(ω/c)2が求められ、対応する周波数、す
なわち対応するエネルギーが定まる。様々な波数ベクト
ルkに対応する周波数ωを求めることで、フォトニック
バンド構造が計算される。
固有値として(ω/c)2が求められ、対応する周波数、す
なわち対応するエネルギーが定まる。様々な波数ベクト
ルkに対応する周波数ωを求めることで、フォトニック
バンド構造が計算される。
【００４５】式(3)を用いて、まず導波路を有し点欠陥
を持たない２次元フォトニック結晶に対して、TEモード
について導波路を伝播する周波数領域を計算した結果を
図３に示す。なお、図３の右図は左図の一部を拡大した
ものである。図３より、０次モード(図中の黒丸)と１次
モード(同白丸)の２つの導波モードが伝播可能である
が、単一モードであること及び外部の系との兼ね合いか
ら、０次モードの方が効率が良いと考えられる。また、
図中に「ライトライン」と記された実線よりも高周波側
の光は、自由空間に存在する同じ周波数で同じ面内波数
をもつモードに結合して上下方向に漏れ出してしまい、
伝播効率が低下する。以上より、図３の右図に黒丸と細
実線で示した、規格化周波数0.267〜0.280の範囲の光が
最も効率よく当該導波路を伝播すると考えられる。言い
換えれば、所望の光の周波数が規格化周波数0.267〜0.2
80の範囲に入るように格子定数aを決定すればよい。例
えば、本体の材質としてInGaAsPを使用し、波長1.55μm
の光を用いるものとして計算した場合、上記規格化周波
数の範囲から格子定数aを0.42〜0.43μmとすればよいこ
とがわかる。
を持たない２次元フォトニック結晶に対して、TEモード
について導波路を伝播する周波数領域を計算した結果を
図３に示す。なお、図３の右図は左図の一部を拡大した
ものである。図３より、０次モード(図中の黒丸)と１次
モード(同白丸)の２つの導波モードが伝播可能である
が、単一モードであること及び外部の系との兼ね合いか
ら、０次モードの方が効率が良いと考えられる。また、
図中に「ライトライン」と記された実線よりも高周波側
の光は、自由空間に存在する同じ周波数で同じ面内波数
をもつモードに結合して上下方向に漏れ出してしまい、
伝播効率が低下する。以上より、図３の右図に黒丸と細
実線で示した、規格化周波数0.267〜0.280の範囲の光が
最も効率よく当該導波路を伝播すると考えられる。言い
換えれば、所望の光の周波数が規格化周波数0.267〜0.2
80の範囲に入るように格子定数aを決定すればよい。例
えば、本体の材質としてInGaAsPを使用し、波長1.55μm
の光を用いるものとして計算した場合、上記規格化周波
数の範囲から格子定数aを0.42〜0.43μmとすればよいこ
とがわかる。
【００４６】図２に示した欠陥のうち、格子点を２個埋
めたものと、三角形状及び直線状に３個埋めたクラスタ
欠陥について、それぞれ欠陥準位を計算した。また、比
較のために格子点を１個だけ埋めたドナー型点欠陥につ
いても計算を行った。それらの結果を図４〜図７に示
す。まず、比較例であるドナー型点欠陥の場合は、図４
のように、上記の導波路を伝播する周波数領域0.267c/a
〜0.280c/a(以後、利用可能周波数域と称する)の間に欠
陥準位が形成されないので、分合波器としては用いるこ
とができない。
めたものと、三角形状及び直線状に３個埋めたクラスタ
欠陥について、それぞれ欠陥準位を計算した。また、比
較のために格子点を１個だけ埋めたドナー型点欠陥につ
いても計算を行った。それらの結果を図４〜図７に示
す。まず、比較例であるドナー型点欠陥の場合は、図４
のように、上記の導波路を伝播する周波数領域0.267c/a
〜0.280c/a(以後、利用可能周波数域と称する)の間に欠
陥準位が形成されないので、分合波器としては用いるこ
とができない。
【００４７】それに対して、隣接する２個の格子点を埋
めたクラスタ欠陥の場合は、図５のように利用可能周波
数域に欠陥準位が１つだけ形成されるので、分合波器と
して用いることができる。３個の格子点を三角形状に埋
めたクラスタ欠陥の場合は、図６のように利用可能周波
数域に欠陥準位が複数形成されるが、そのうち規格化周
波数0.268付近にある欠陥準位は単一であり、かつそれ
より高周波側の欠陥準位との間隔が十分離れているの
で、分合波器として用いることができる。３個の格子点
を導波路に平行な直線状に埋めたクラスタ欠陥の場合
は、図７のように利用可能な周波数域に欠陥準位が１つ
だけ形成されるので、分合波器として用いることができ
る。
めたクラスタ欠陥の場合は、図５のように利用可能周波
数域に欠陥準位が１つだけ形成されるので、分合波器と
して用いることができる。３個の格子点を三角形状に埋
めたクラスタ欠陥の場合は、図６のように利用可能周波
数域に欠陥準位が複数形成されるが、そのうち規格化周
波数0.268付近にある欠陥準位は単一であり、かつそれ
より高周波側の欠陥準位との間隔が十分離れているの
で、分合波器として用いることができる。３個の格子点
を導波路に平行な直線状に埋めたクラスタ欠陥の場合
は、図７のように利用可能な周波数域に欠陥準位が１つ
だけ形成されるので、分合波器として用いることができ
る。
【００４８】上記において分合波器として用いることが
できることが明らかになった、隣接する２個の格子点を
埋めた場合、３個の格子点を三角形状に埋めた場合およ
び３個の格子点を導波路に平行な直線状に埋めた場合に
ついて、電磁界分布を計算した結果を図８及び図９に示
す。この図において、矢印は図面に平行な方向の電界ベ
クトルを示し、色の濃淡は図面に垂直な方向の磁界の振
幅を示している。２個の格子点を埋めた場合及び３個の
格子点を直線状に埋めた場合には、当該欠陥において共
振する光は、埋めた格子点列に伝播するようなモードで
ある。また、埋めた格子点列に垂直な方向の電界が強
く、直線偏光に近い特性を持つと考えられる。一方、３
個の格子点を三角形状に埋めた場合には、三角形の重心
から各頂点に向かって伝播するような共振モードを示し
ており、電磁界分布の対称性が高く、偏光性が上記２つ
の場合ほどは大きくないと考えられる。
できることが明らかになった、隣接する２個の格子点を
埋めた場合、３個の格子点を三角形状に埋めた場合およ
び３個の格子点を導波路に平行な直線状に埋めた場合に
ついて、電磁界分布を計算した結果を図８及び図９に示
す。この図において、矢印は図面に平行な方向の電界ベ
クトルを示し、色の濃淡は図面に垂直な方向の磁界の振
幅を示している。２個の格子点を埋めた場合及び３個の
格子点を直線状に埋めた場合には、当該欠陥において共
振する光は、埋めた格子点列に伝播するようなモードで
ある。また、埋めた格子点列に垂直な方向の電界が強
く、直線偏光に近い特性を持つと考えられる。一方、３
個の格子点を三角形状に埋めた場合には、三角形の重心
から各頂点に向かって伝播するような共振モードを示し
ており、電磁界分布の対称性が高く、偏光性が上記２つ
の場合ほどは大きくないと考えられる。
【００４９】(1-3)Q値の算出
次に、前段落で取り上げた３つの場合について、Q値の
計算を行った。その際、Yeeのアルゴリズムによる時間
領域差分法(K.S.Yee, "IEEE Trans. Antennas Propaga
t." AP-14巻 302-307ページ)を用い、放射される電磁波
の強度について欠陥準位付近における周波数依存性を計
算し、そのピーク強度と半値全幅からQ値を求めた。
計算を行った。その際、Yeeのアルゴリズムによる時間
領域差分法(K.S.Yee, "IEEE Trans. Antennas Propaga
t." AP-14巻 302-307ページ)を用い、放射される電磁波
の強度について欠陥準位付近における周波数依存性を計
算し、そのピーク強度と半値全幅からQ値を求めた。
【００５０】２次元フォトニック結晶におけるQ値は、
点欠陥と導波路との結合を表すQpと、点欠陥と外部（面
外）との結合を表すQsで決まる。このうちQpは点欠陥と
導波路との距離によって決まる。そこで、点欠陥の種類
によるQ値の違いを調べるために、まず点欠陥と導波路
との距離を無限大と仮定し、Qsについて計算した。その
結果、２個の格子点を埋めた場合はQs=1354、３個の格
子点を三角形状に埋めた場合はQs=2529、３個の格子点
を直線状に埋めた場合はQs=5215となった。一方、従来
技術１のアクセプタ型点欠陥について同様にQsを求める
と924であった。
点欠陥と導波路との結合を表すQpと、点欠陥と外部（面
外）との結合を表すQsで決まる。このうちQpは点欠陥と
導波路との距離によって決まる。そこで、点欠陥の種類
によるQ値の違いを調べるために、まず点欠陥と導波路
との距離を無限大と仮定し、Qsについて計算した。その
結果、２個の格子点を埋めた場合はQs=1354、３個の格
子点を三角形状に埋めた場合はQs=2529、３個の格子点
を直線状に埋めた場合はQs=5215となった。一方、従来
技術１のアクセプタ型点欠陥について同様にQsを求める
と924であった。
【００５１】この結果、ドナー型クラスタ欠陥のQ値が
アクセプタ型点欠陥のそれよりも向上することが期待さ
れ、その中でも特に３個の格子点を直線状に埋めた場合
がもっともQ値が高くなると期待される。そこで、３個
の格子点を直線状に埋めた場合について、Qs及びQpの、
点欠陥−導波路間の距離依存性を求めた結果を図１０に
示す。ここで図１０の横軸は、空孔の列の数を単位とし
て、格子点を直線状に埋めた列と導波路との距離を表し
ている。Q値はQsとQpを用いて1/Q=1/Qs+1/Qpで求められ
るので、図１０からQ値は図１１のように求められる。Q
値は2012〜4666となり、いずれも従来技術１のQ値〜500
よりも大幅に向上している。
アクセプタ型点欠陥のそれよりも向上することが期待さ
れ、その中でも特に３個の格子点を直線状に埋めた場合
がもっともQ値が高くなると期待される。そこで、３個
の格子点を直線状に埋めた場合について、Qs及びQpの、
点欠陥−導波路間の距離依存性を求めた結果を図１０に
示す。ここで図１０の横軸は、空孔の列の数を単位とし
て、格子点を直線状に埋めた列と導波路との距離を表し
ている。Q値はQsとQpを用いて1/Q=1/Qs+1/Qpで求められ
るので、図１０からQ値は図１１のように求められる。Q
値は2012〜4666となり、いずれも従来技術１のQ値〜500
よりも大幅に向上している。
【００５２】図１１によれば、点欠陥と導波路との距離
が増大するにつれてQ値は大きくなる。しかし、その距
離が大きくなりすぎると、分波器の場合は点欠陥に到達
する光が減少し、合波器の場合は導波路に到達する光が
減少するので、分合波器としては不都合である。そこで
上記距離は、Q値と点欠陥−導波路間の光のやりとりと
の兼ね合いを考慮して、適切に選ぶ必要がある。最も効
率がよいと考えられるのが、Qp=Qsのときである。図１
２より、この条件に最も近いのは、点欠陥が、導波路か
ら空孔列の数で４列目にある場合である。
が増大するにつれてQ値は大きくなる。しかし、その距
離が大きくなりすぎると、分波器の場合は点欠陥に到達
する光が減少し、合波器の場合は導波路に到達する光が
減少するので、分合波器としては不都合である。そこで
上記距離は、Q値と点欠陥−導波路間の光のやりとりと
の兼ね合いを考慮して、適切に選ぶ必要がある。最も効
率がよいと考えられるのが、Qp=Qsのときである。図１
２より、この条件に最も近いのは、点欠陥が、導波路か
ら空孔列の数で４列目にある場合である。
【００５３】前段落においては分合波器としての効率を
考えたが、意図的にQpを大きく、Qsを小さくすれば、導
波路を流れる特定の波長の光をわずかに取り出してモニ
タする、波長検出デバイスとして用いることもできる。
考えたが、意図的にQpを大きく、Qsを小さくすれば、導
波路を流れる特定の波長の光をわずかに取り出してモニ
タする、波長検出デバイスとして用いることもできる。
【００５４】(1-4)偏光特性
(1-2)で述べたように、２個の格子点を埋めた場合及び
３個の格子点を直線状に埋めた場合には、放出光の直線
偏光性が高いことが期待される。そこで、３個の格子点
を直線状に埋めた場合について放出光の偏光特性を計算
した。その結果を図１３に示す。図１３の横軸は埋めら
れた格子点の列に対する面内方向の角度であり、縦軸は
その角度における光の振幅に対応する。上記角度が0°
の方向では振幅がほとんど0になり、上記角度が90°の
方向で振幅が最大になる。すなわち、埋められた格子点
の列に垂直な方向に強く偏光していることがわかる。
３個の格子点を直線状に埋めた場合には、放出光の直線
偏光性が高いことが期待される。そこで、３個の格子点
を直線状に埋めた場合について放出光の偏光特性を計算
した。その結果を図１３に示す。図１３の横軸は埋めら
れた格子点の列に対する面内方向の角度であり、縦軸は
その角度における光の振幅に対応する。上記角度が0°
の方向では振幅がほとんど0になり、上記角度が90°の
方向で振幅が最大になる。すなわち、埋められた格子点
の列に垂直な方向に強く偏光していることがわかる。
【００５５】(1-5)ドナー型クラスタ欠陥における上下
出力割合の制御 以上においては、点欠陥は面直方向に上下対称とした。
すなわち、一格子点における低屈折率の物質を全て埋め
た場合を考えた。この場合、面の上下方向共に、点欠陥
から光が放出される。
出力割合の制御 以上においては、点欠陥は面直方向に上下対称とした。
すなわち、一格子点における低屈折率の物質を全て埋め
た場合を考えた。この場合、面の上下方向共に、点欠陥
から光が放出される。
【００５６】ここでは、ドナー型クラスタ欠陥の形状に
図１４のような上下非対称性を入れた場合について計算
した。図１４の例は、本体の厚さを0.6aとし、３個の格
子点を直線状に埋め、埋められた各格子点の中間(２箇
所)に半径r=0.29a、深さh(<0.6a)の孔を開けたものであ
る。深さを格子定数で規格化したh/aと上下出力比の関
係についての計算結果を図１５に示す。この図に示した
h/aの範囲(0.05〜0.4)において、欠陥の上下の出力に非
対称性が見られる。特に、h/aが0.2〜0.4の範囲で約２
倍強の上下出力比が得られていることが分かる。また、
h/aとQ値の関係を図１６に示す。上下出力比が大きい領
域でQ値の低下が見られるが、それでも従来技術１より
も高いQ値が得られた。
図１４のような上下非対称性を入れた場合について計算
した。図１４の例は、本体の厚さを0.6aとし、３個の格
子点を直線状に埋め、埋められた各格子点の中間(２箇
所)に半径r=0.29a、深さh(<0.6a)の孔を開けたものであ
る。深さを格子定数で規格化したh/aと上下出力比の関
係についての計算結果を図１５に示す。この図に示した
h/aの範囲(0.05〜0.4)において、欠陥の上下の出力に非
対称性が見られる。特に、h/aが0.2〜0.4の範囲で約２
倍強の上下出力比が得られていることが分かる。また、
h/aとQ値の関係を図１６に示す。上下出力比が大きい領
域でQ値の低下が見られるが、それでも従来技術１より
も高いQ値が得られた。
【００５７】(2)第２の態様の実施例
第２の態様の実施例として、面内へテロ構造の構成例を
図１７に示す。この図は２つの禁制帯領域から成る面内
へテロ構造を表している。図中央の一点鎖線を境に、空
孔（低屈折率物質）の配列周期がa1である結晶と同周期
がa2である結晶が接合されて構成されている。以下、配
列周期がa1の禁制帯領域を第１禁制帯領域、配列周期が
a2の禁制帯領域を第２禁制帯領域と呼ぶ。第１禁制帯領
域における空孔の直径をb1、第２禁制帯領域における空
孔の直径をb2とする。一点鎖線の両側の導波路が同じ直
線上に揃えられる。第１禁制帯領域及び第２禁制帯領域
に同じ形状のドナー型クラスタ欠陥を形成する。以上の
構成において、a1/a2とb1/b2を等しくする。ドナー型ク
ラスタ欠陥の大きさは空孔の配列周期によって決まるの
で、第１禁制帯領域のドナー型クラスタ欠陥の大きさと
第２禁制帯領域ドナー型クラスタ欠陥のドナー型クラス
タ欠陥の大きさの比もa1/a2と等しい。
図１７に示す。この図は２つの禁制帯領域から成る面内
へテロ構造を表している。図中央の一点鎖線を境に、空
孔（低屈折率物質）の配列周期がa1である結晶と同周期
がa2である結晶が接合されて構成されている。以下、配
列周期がa1の禁制帯領域を第１禁制帯領域、配列周期が
a2の禁制帯領域を第２禁制帯領域と呼ぶ。第１禁制帯領
域における空孔の直径をb1、第２禁制帯領域における空
孔の直径をb2とする。一点鎖線の両側の導波路が同じ直
線上に揃えられる。第１禁制帯領域及び第２禁制帯領域
に同じ形状のドナー型クラスタ欠陥を形成する。以上の
構成において、a1/a2とb1/b2を等しくする。ドナー型ク
ラスタ欠陥の大きさは空孔の配列周期によって決まるの
で、第１禁制帯領域のドナー型クラスタ欠陥の大きさと
第２禁制帯領域ドナー型クラスタ欠陥のドナー型クラス
タ欠陥の大きさの比もa1/a2と等しい。
【００５８】なお、ここではドナー型クラスタ欠陥の例
を示したが、点欠陥は図１８に示すようなアクセプタ型
点欠陥でもよい。この場合、第１禁制帯領域に直径c1の
１個のアクセプタ型点欠陥、第２禁制帯領域に直径c2の
１個のアクセプタ型点欠陥を設ける。a1/a2、b1/b2、c1
/c2は全て等しくする。
を示したが、点欠陥は図１８に示すようなアクセプタ型
点欠陥でもよい。この場合、第１禁制帯領域に直径c1の
１個のアクセプタ型点欠陥、第２禁制帯領域に直径c2の
１個のアクセプタ型点欠陥を設ける。a1/a2、b1/b2、c1
/c2は全て等しくする。
【００５９】図１７および図１８の構造について、a1と
a2が等しい場合、a1がa2よりも1%大きい場合及びa1がa2
よりも1%小さい場合についてQ値を計算した。ここで±1
%、計2%の構造の違いは、1.55μm帯において30nmの共鳴
波長の違いに相当する。本計算においては、b1=0.29
a1、b2=0.29a2、c1=0.54a1、c2=0.54a2とした。Q値の計
算結果を図１９に示す。図１７および図１８では、(1-a
2/a1)を構造変化率と定義して用いた。ドナー型クラス
タ欠陥を用いた場合は、Q値が2885〜2891となり、十分
大きな値が得られている。アクセプタ型点欠陥を用いた
場合は、従来技術１のアクセプタ型の２次元フォトニッ
ク結晶のQ値と同程度の値が得られた。構造の違いによ
る大きなQ値の低下は見られない。
a2が等しい場合、a1がa2よりも1%大きい場合及びa1がa2
よりも1%小さい場合についてQ値を計算した。ここで±1
%、計2%の構造の違いは、1.55μm帯において30nmの共鳴
波長の違いに相当する。本計算においては、b1=0.29
a1、b2=0.29a2、c1=0.54a1、c2=0.54a2とした。Q値の計
算結果を図１９に示す。図１７および図１８では、(1-a
2/a1)を構造変化率と定義して用いた。ドナー型クラス
タ欠陥を用いた場合は、Q値が2885〜2891となり、十分
大きな値が得られている。アクセプタ型点欠陥を用いた
場合は、従来技術１のアクセプタ型の２次元フォトニッ
ク結晶のQ値と同程度の値が得られた。構造の違いによ
る大きなQ値の低下は見られない。
【００６０】(3)本発明第１及び第２の態様の２次元フ
ォトニック結晶の製造方法の例 ２次元フォトニック結晶の製造方法については、上記従
来技術１に関して、低屈折率物質として空気を用いる場
合の製造方法が特開2001-272555号公報の[0037]〜[004
4]に開示されている。まず、その方法を簡単に説明する
(詳細は上記公報を参照)。基板上に本体となるスラブの
材質の結晶を成長させ、スラブを形成する。目的とする
光の波長帯が1.55μm帯の場合は、例えばInGaAsPをスラ
ブの材質に用いることができる。スラブの面上にフォト
レジストを塗布し電子線を照射することにより、低屈折
率物質及びアクセプタ型点欠陥に対応するパターンを描
画する。その面をガスエッチングすることによって低屈
折率物質及びアクセプタ型点欠陥が形成される。
ォトニック結晶の製造方法の例 ２次元フォトニック結晶の製造方法については、上記従
来技術１に関して、低屈折率物質として空気を用いる場
合の製造方法が特開2001-272555号公報の[0037]〜[004
4]に開示されている。まず、その方法を簡単に説明する
(詳細は上記公報を参照)。基板上に本体となるスラブの
材質の結晶を成長させ、スラブを形成する。目的とする
光の波長帯が1.55μm帯の場合は、例えばInGaAsPをスラ
ブの材質に用いることができる。スラブの面上にフォト
レジストを塗布し電子線を照射することにより、低屈折
率物質及びアクセプタ型点欠陥に対応するパターンを描
画する。その面をガスエッチングすることによって低屈
折率物質及びアクセプタ型点欠陥が形成される。
【００６１】本発明の第１の態様の２次元フォトニック
結晶を製造する場合には、上記製造方法において、パタ
ーンを描画する際にドナー型クラスタ欠陥を配置する個
所に電子線を照射しないことによって、ドナー型クラス
タ欠陥を導入する。また、本発明の第２の態様の面内へ
テロ構造を導入する場合にも、それに対応したパターン
を描画すればよい。
結晶を製造する場合には、上記製造方法において、パタ
ーンを描画する際にドナー型クラスタ欠陥を配置する個
所に電子線を照射しないことによって、ドナー型クラス
タ欠陥を導入する。また、本発明の第２の態様の面内へ
テロ構造を導入する場合にも、それに対応したパターン
を描画すればよい。
【図１】 本発明の第１の態様である、ドナー型クラス
タ欠陥を持つ２次元フォトニック結晶の模式図。
タ欠陥を持つ２次元フォトニック結晶の模式図。
【図２】 ドナー型クラスタ欠陥の構成例を示す模式
図。
図。
【図３】 導波路を導波する光の周波数帯を示す図。
【図４】 格子点を１個埋めたドナー型クラスタ欠陥に
よる欠陥準位を示すグラフ。
よる欠陥準位を示すグラフ。
【図５】 格子点を２個埋めたドナー型クラスタ欠陥に
よる欠陥準位を示すグラフ。
よる欠陥準位を示すグラフ。
【図６】 格子点を三角形状に３個埋めたドナー型クラ
スタ欠陥による欠陥準位を示すグラフ。
スタ欠陥による欠陥準位を示すグラフ。
【図７】 格子点を直線状に３個埋めたドナー型クラス
タ欠陥による欠陥準位を示すグラフ。
タ欠陥による欠陥準位を示すグラフ。
【図８】 格子点を２個埋めたドナー型クラスタ欠陥の
周囲における電磁界分布を示すグラフ。
周囲における電磁界分布を示すグラフ。
【図９】 格子点を３個埋めたドナー型クラスタ欠陥の
周囲における電磁界分布を示すグラフ。
周囲における電磁界分布を示すグラフ。
【図１０】 欠陥位置とQp及びQsの関係を示すグラフ。
【図１１】 欠陥位置とQ値との関係を示す表。
【図１２】 欠陥位置とQp/Qsの関係を示すグラフ。
【図１３】 格子点を直線状に３個埋めたドナー型クラ
スタ欠陥の偏光特性を示すグラフ。
スタ欠陥の偏光特性を示すグラフ。
【図１４】 上下非対称なドナー型クラスタ欠陥の構成
例を示す模式図。
例を示す模式図。
【図１５】 点欠陥に開けられた孔の深さhと光の上下
出力比の関係を示すグラフ。
出力比の関係を示すグラフ。
【図１６】 点欠陥に開けられた孔の深さhと共振器のQ
値の関係を示すグラフ。
値の関係を示すグラフ。
【図１７】 アクセプタ型点欠陥を有する面内へテロ構
造の一例を示す模式図。
造の一例を示す模式図。
【図１８】 ドナー型クラスタ欠陥を有する面内へテロ
構造の一例を示す模式図。
構造の一例を示す模式図。
【図１９】 面内へテロ構造とQ値との関係を示す表。
１１…本体
１２…空孔
１３…導波路
１４…ドナー型クラスタ欠陥
１５…アクセプタ型点欠陥
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年７月１８日（２００２．７．１
８）
８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の態様である、ドナー型クラス
タ欠陥を持つ２次元フォトニック結晶の模式図。
タ欠陥を持つ２次元フォトニック結晶の模式図。
【図２】 ドナー型クラスタ欠陥の構成例を示す模式
図。
図。
【図３】 導波路を導波する光の周波数帯を示す図。
【図４】 格子点を１個埋めたドナー型クラスタ欠陥に
よる欠陥準位を示すグラフ。
よる欠陥準位を示すグラフ。
【図５】 格子点を２個埋めたドナー型クラスタ欠陥に
よる欠陥準位を示すグラフ。
よる欠陥準位を示すグラフ。
【図６】 格子点を三角形状に３個埋めたドナー型クラ
スタ欠陥による欠陥準位を示すグラフ。
スタ欠陥による欠陥準位を示すグラフ。
【図７】 格子点を直線状に３個埋めたドナー型クラス
タ欠陥による欠陥準位を示すグラフ。
タ欠陥による欠陥準位を示すグラフ。
【図８】 格子点を２個埋めたドナー型クラスタ欠陥の
周囲における電磁界分布を示すグラフ。
周囲における電磁界分布を示すグラフ。
【図９】 格子点を３個埋めたドナー型クラスタ欠陥の
周囲における電磁界分布を示すグラフ。
周囲における電磁界分布を示すグラフ。
【図１０】 欠陥位置とQp及びQsの関係を示すグラフ。
【図１１】 欠陥位置とQ値との関係を示す表。
【図１２】 欠陥位置とQp/Qsの関係を示すグラフ。
【図１３】 格子点を直線状に３個埋めたドナー型クラ
スタ欠陥の偏光特性を示すグラフ。
スタ欠陥の偏光特性を示すグラフ。
【図１４】 上下非対称なドナー型クラスタ欠陥の構成
例を示す模式図。
例を示す模式図。
【図１５】 点欠陥に開けられた孔の深さhと光の上下
出力比の関係を示すグラフ。
出力比の関係を示すグラフ。
【図１６】 点欠陥に開けられた孔の深さhと共振器のQ
値の関係を示すグラフ。
値の関係を示すグラフ。
【図１７】 ドナー型クラスタ欠陥を有する面内へテロ
構造の一例を示す模式図。
構造の一例を示す模式図。
【図１８】 アクセプタ型点欠陥を有する面内へテロ構
造の一例を示す模式図。
造の一例を示す模式図。
【図１９】 面内へテロ構造とQ値との関係を示す表。
【符号の説明】
１１…本体
１２…空孔
１３…導波路
１４…ドナー型クラスタ欠陥
１５…アクセプタ型点欠陥
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 浅野 卓
京都市山科区安朱東海道町16の１ 緑山荘
Ａ−207
Ｆターム(参考） 2H047 KA02 KB08 LA18 PA02 PA15
PA24 QA02 RA08
Claims (17)
- 【請求項１】 a)スラブ状の本体と、 b)上記本体に周期的に配列された複数の、本体とは屈折
率の異なる領域と、 c)上記本体において、上記異屈折率領域の欠陥を線状に
設けることにより形成される導波路と、 d)上記導波路の近傍に設けられる、隣接する２個以上の
欠陥によって形成されるクラスタ欠陥と、 を備えることを特徴とする２次元フォトニック結晶光分
合波器。 - 【請求項２】 上記クラスタ欠陥が、隣接する２個の欠
陥によって形成されることを特徴とする請求項１に記載
の２次元フォトニック結晶光分合波器。 - 【請求項３】 上記クラスタ欠陥が、三角形状に隣接す
る３個の欠陥によって形成されることを特徴とする請求
項１に記載の２次元フォトニック結晶光分合波器。 - 【請求項４】 上記クラスタ欠陥が、導波路に平行な直
線状に隣接する３個の欠陥によって形成されることを特
徴とする請求項１に記載の２次元フォトニック結晶光分
合波器。 - 【請求項５】 直線状に隣接する３個の欠陥によって形
成される上記クラスタ欠陥が、上記導波路から上記異屈
折率領域の列の４列目に設けられることを特徴とする請
求項４に記載の２次元フォトニック結晶光分合波器。 - 【請求項６】 a)スラブ状の本体と、 b)上記本体内に設けられた２以上の禁制帯領域と、 c)各禁制帯領域内において、各禁制帯領域毎に異なる周
期で周期的に本体に配列された複数の、本体とは屈折率
の異なる領域と、 d)各禁制帯領域内において上記異屈折率領域の欠陥を線
状に設けることにより形成され、全禁制帯領域を通過す
るように設けられる導波路と、 e)各禁制帯領域内において上記導波路の近傍に設けられ
る点状欠陥と、 を備えることを特徴とする２次元フォトニック結晶光分
合波器。 - 【請求項７】 上記複数の禁制帯領域の各々に設けられ
た点状欠陥のうちの少なくとも１つが、隣接する２個以
上の欠陥によって形成されるクラスタ欠陥であることを
特徴とする請求項６に記載の２次元フォトニック結晶光
分合波器。 - 【請求項８】 上記複数の禁制帯領域の各々に設けられ
た点状欠陥のうちの少なくとも１つが、隣接する２個の
欠陥によって形成されるクラスタ欠陥であることを特徴
とする請求項７に記載の２次元フォトニック結晶光分合
波器。 - 【請求項９】 上記複数の禁制帯領域の各々に設けられ
た点状欠陥のうちの少なくとも１つが、三角形状に隣接
する３個の欠陥によって形成されるクラスタ欠陥である
ことを特徴とする請求項７に記載の２次元フォトニック
結晶光分合波器。 - 【請求項１０】 上記複数の禁制帯領域の各々に設けら
れた点状欠陥のうちの少なくとも１つが、導波路に平行
な直線状に隣接する３個の欠陥によって形成されるクラ
スタ欠陥であることを特徴とする請求項７に記載の２次
元フォトニック結晶光分合波器。 - 【請求項１１】 直線状に隣接する３個の欠陥によって
形成される上記クラスタ欠陥が、上記導波路から上記異
屈折率領域の列の４列目に設けられることを特徴とする
請求項１０に記載の２次元フォトニック結晶光分合波
器。 - 【請求項１２】 上記異屈折率領域の欠陥は、本体の一
方の面から本体の厚みの5%〜40%の範囲の部分にのみ異
屈折率領域を設けたものであることを特徴とする請求項
１〜１１のいずれかに記載の２次元フォトニック結晶光
分合波器。 - 【請求項１３】 上記異屈折率領域の厚みが本体の厚み
の20%〜30%であることを特徴とする請求項１２に記載の
２次元フォトニック結晶光分合波器。 - 【請求項１４】 上記異屈折率領域が、本体よりも屈折
率の低い領域であることを特徴とする請求項１〜１３の
いずれかに記載の２次元フォトニック結晶光分合波器。 - 【請求項１５】 上記低屈折率領域が空孔であることを
特徴とする請求項１４に記載の２次元フォトニック結晶
光分合波器。 - 【請求項１６】 上記異屈折率領域の欠陥が、本体に空
孔を設けないことにより形成されるドナー型欠陥である
ことを特徴とする請求項１５に記載の２次元フォトニッ
ク結晶光分合波器。 - 【請求項１７】 上記異屈折率領域の欠陥が、上記空孔
よりも径の大きい空孔を設けることにより形成されるア
クセプタ型欠陥であることを特徴とする請求項１５に記
載の２次元フォトニック結晶光分合波器。
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|---|---|---|---|
| JP2002086221A JP3459827B2 (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | ２次元フォトニック結晶光分合波器 |
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| EP03715448A EP1489442A4 (en) | 2002-03-26 | 2003-03-26 | OPTICAL MULTIPLEXER / DEMULTIPLEXER WITH TWO-DIMENSIONAL PHOTONIC CRYSTAL |
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| US10/507,889 US7590325B2 (en) | 2002-03-26 | 2003-03-26 | Two-dimensional photonic crystal optical multiplexer/demultiplexer |
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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