JP2016040572A - 光受信器 - Google Patents
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Abstract
Description
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る光受信器100の構成を示す平面図である。本実施形態の光受信器100は、入力導波路101と、入力側スラブ導波路102と、アレイ導波路103と、出力側スラブ導波路104と、マルチモード導波路である出力導波路105と、フォトディテクター106とを備える。また光受信器100は、入力導波路101と入力側スラブ導波路102を光学的に接続する偏波変換回路107を備える。
本発明の第2の実施形態に係る光受信器について説明する。本実施形態における光受信器の全体構成は第1の実施の形態の光受信器と同様で、図1に示した通りであり、アレイ導波路回折格子の設計パラメータも第1の実施の形態で例示したものと同様である。本実施形態の光受信器は、偏波変換回路107の構成が第1の実施形態の場合(図2等参照)と異なる。
本発明の第3の実施形態に係る光受信器について説明する。本実施形態における光受信器の全体構成は、第1の実施の形態あるいは第2の実施の形態の光受信器と同様で、図1に示した通りであり、アレイ導波路回折格子の設計パラメータも第1の実施の形態で例示したものと同様である。本実施形態の光受信器は、偏波変換回路107の構成が第1の実施形態の場合(図2等参照)と異なる。なお、本実施形態における偏波変換回路107は非特許文献1にて報告されているものである。
本発明の第4の実施形態に係る光受信器について説明する。本実施形態における光受信器の構成は、第3の実施形態と同様であるが、受信するWDM信号の波長間隔が異なる例を説明する。本実施形態の光受信器の回路全体の構成は、図1の通りであり、出力導波路105のコア幅が3μm、出力側スラブ導波路104に接続する部分の出力導波路105の配列間隔が4.5μm、出力導波路105の本数が4、入力側スラブ導波路102および出力側スラブ導波路104に接続する部分のアレイ導波路103の導波路間隔が1.2μmであることは同様であるが、ポート間の合分波光波長間隔は20nmとなるように設計されている。そこで、アレイ導波路103の本数は40本で、内側の導波路より一定量ΔLずつ順次長くなるよう設計され、ΔLは3.88μm、入力側スラブ導波路(102)および出力側スラブ導波路(104)の長さは64μmである。
11,21,26,101 入力導波路
12,22,102 入力側スラブ導波路
13,23,103 アレイ導波路
14,24,104 出力側スラブ導波路
15,25,105 出力導波路(マルチモード導波路)
16 光結合レンズ
17,28,106 フォトディテクター
20 シリコン光回路のチップ
27 偏波分離回転回路
100 光受信器
107 偏波変換回路
111,112 チャネル型−リブ型導波路変換回路
113 偏波変換回路の主要部分
113a リブ型導波路のリブ部分
113b リブ型導波路のフィン部分
121,131,211,311 上部クラッド
122,132,212,312 下部クラッド
123,133,213,313 シリコン基板
201 第2のテーパ導波路
202 テーパ導波路
203,205 テーパ構造
204 窒化シリコンの層(上部クラッドの第2層)
214 上部クラッドの第1層
221,305 第3のテーパ導波路
301 第1のリブ型導波路テーパのリブ部分
302 第1のリブ型導波路テーパのフィン部分
303 第2のリブ型導波路テーパのリブ部分
304 第2のリブ型導波路テーパのフィン部分
Claims (6)
- 入力導波路、入力側スラブ導波路、アレイ導波路、出力側スラブ導波路、マルチモード導波路である出力導波路、およびフォトディテクターを備えた光受信器であって、
前記入力導波路と前記入力側スラブ導波路の間に、入力されたTE偏波の基底モード光をTE偏波の基底モード光のまま出力し、入力されたTM偏波の基底モード光をTE偏波の1次モード光に変換して出力する偏波変換回路をさらに備えた、ことを特徴とする光受信器。 - 前記偏波変換回路は、リブ部分とフィン部分とを備えたリブ型シリコン導波路であり、
前記リブ型シリコン導波路は、前記フィン部分のコアの厚さが前記リブ部分のコアの厚さよりも薄く、前記フィン部分のコア幅が徐々に拡大するテーパ形状である、ことを特徴とする請求項1に記載の光受信器。 - 前記偏波変換回路は、幅が徐々に拡大するテーパ導波路であり、前記テーパ導波路は、コアと下部クラッドおよび上部クラッドとから成る導波路あり、前記コアはシリコンで形成され、前記下部クラッドおよび前記上部クラッドは、シリコンよりも屈折率の低い材料で形成され、
前記テーパ導波路の上部近辺の領域において、前記上部クラッドは、前記コアの上部に接する第一層と前記第一層の上部に形成された第二層とを有し、前記第一層は、シリコンよりも屈折率の低い材料で形成され、前記第二層は、前記下部クラッドを形成する材料および前記第一層を形成する材料より屈折率が高く、シリコンよりも屈折率の低い材料で形成され、前記コアの上面と前記第二層の下面との距離は、前記コアの厚さと同等か、前記コアの厚さよりも薄い、ことを特徴とする請求項1に記載の光受信器。 - 前記偏波変換回路は、リブ部分とフィン部分とをそれぞれ備え相互に接続された第1および第2のリブ型シリコン導波路であり、前記フィン部分のコアの厚さが前記リブ部分のコアの厚さよりも薄く、
前記第1のリブ型シリコン導波路は、前記リブ部分のコアの幅および前記フィン部分のコア幅が徐々に拡大するテーパ形状であり、
前記第2のリブ型シリコン導波路は、前記リブ部分のコア幅が徐々に拡大し、前記フィン部分のコア幅が徐々に減少するテーパ形状である、ことを特徴とする、請求項1に記載の光受信器。 - 前記偏波変換回路と前記入力側スラブ導波路との間に、中間テーパ導波路をさらに備えること、を特徴とする請求項3または4に記載の光受信器。
- 前記偏波変換回路は、リブ部分とフィン部分とを備えたリブ型シリコン導波路であり、
前記リブ型シリコン導波路は、前記フィン部分のコアの厚さが前記リブ部分のコアの厚さよりも薄く、前記リブ部分のコアの幅および前記フィン部分のコア幅が徐々に拡大するテーパ形状であり、前記入力側スラブ導波路に直接接続していること、を特徴とする請求項1に記載の光受信器。
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