JP2016148810A - 光導波路素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光導波路素子100は、少なくとも基本モード及び1次モードの光を伝播させる多モード干渉部60を備える。多モード干渉部60は、第1波長のTE偏波及びTM偏波に対して、互いに偶数(0を除く)差の干渉次数を与える。また、第2波長のTE偏波及びTM偏波に対して、互いに偶数(0を除く)差の干渉次数を与える。また、第1波長の光及び第2波長の光に対し、互いに偶奇性の異なる干渉次数を与える。
【選択図】図1
Description
図1を参照して、この発明の第1の実施の形態による光導波路素子(以下、第1の光導波路素子)について説明する。図1(A)は、第1の光導波路素子を示す概略的平面図である。図1(B)は、図1(A)に示す第1の光導波路素子をI−I線で切り取った概略的端面図である。なお、図1(A)では、後述するクラッド層を透明として示してある。
第1の光導波路素子100のMMI部60の設計例について説明する。ここでは、MMI部60を含む光導波路コア30の厚さが220nmである場合を想定し、1490nmの第1波長と1550nmの第2波長とを分離する場合における、MMI部60の設計について説明する。また、ここでは、厚さが220nmである場合における、TM偏波が十分に伝播する幅として、MMI部60の幅W2を1.7μmに設定した。この条件において、干渉次数が、各波長におけるTE偏波とTM偏波とで偶数差となり、かつ各波長で互いに異なる偶奇性となる、MMI部60の長さL1を設計する。
M=L1/LπTE ・・・(1)
M+2=L1/LπTM ・・・(2)
上式(1)及び(2)を満たす長さL1は、下式(3)で導かれる。
L1=2/(1/LπTM−1/LπTE) ・・・(3)
表1の値を用いて、上式(3)から長さL1を算出すると、L1=108.3μmとなる。L1=108.3μmを用いて、上式(1)からTE偏波の干渉次数を算出すると、M=14.55となる。
図3を参照して、この発明の第2の実施の形態による光導波路素子(以下、第2の光導波路素子)について説明する。図3は、第2の光導波路素子を示す概略的平面図である。なお、図3では、クラッド層を透明として示してある。なお、第2の光導波路素子は、MMI部が第1MMI部と第2MMI部とを含んで構成される点において、上述した第1の光導波路素子と相違する。その他の構成については、第1の光導波路素子と同様であるため、共通する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
第2の光導波路素子200のMMI部70の設計例について説明する。ここでは、MMI部70を含む光導波路コア30の厚さが220nmである場合を想定し、1490nmの第1波長と1550nmの第2波長とを分離する場合における、MMI部70の設計について説明する。また、ここでは、厚さが220nmである場合における、TM偏波が十分に伝播する幅として、第1MMI部71の幅W3を1.7μmに設定した。
第1の光導波路素子100及び第2の光導波路素子200は、例えばONUにおける波長分離素子として使用することができる。一例として第1の光導波路素子100をONUの波長分離素子として使用する場合について説明する。
20:クラッド層
30:光導波路コア
41:第1入出力部
42:第2入出力部
43:第3入出力部
50:テーパ部
60、70:多モード干渉(MMI)部
61:第1入出力ポート
62:第2入出力ポート
63:第3入出力ポート
71:第1多モード干渉(MMI)部
73:第2テーパ部
75:第2多モード干渉(MMI)部
81:第1サブテーパ部
82:第2サブテーパ部
100:第1の光導波路素子
200:第2の光導波路素子
Claims (5)
- 光導波路コアとして形成された、少なくとも基本モード及び1次モードの光を伝播させる多モード干渉部を備え、
前記多モード干渉部の、一端には、前記多モード干渉部の中心軸からずれた位置に第1入出力ポートが設定され、前記一端と対向する他端には第2入出力ポート及び第3入出力ポートがそれぞれ設定され、
前記多モード干渉部には、前記第1入出力ポートから、第1波長の光及び該第1波長とは異なる第2波長の光が入力され、
前記多モード干渉部は、
前記第1波長のTE偏波及びTM偏波に対して、互いに偶数(0を除く)差の干渉次数を与え、
前記第2波長のTE偏波及びTM偏波に対して、互いに偶数(0を除く)差の干渉次数を与え、及び
前記第1波長の光及び前記第2波長の光に対し、互いに偶奇性の異なる干渉次数を与え、
前記第1入出力ポートから入力される前記第1波長の光は、前記第2入出力ポートから出力され、前記第1入出力ポートから入力される前記第2波長の光は、前記第3入出力ポートから出力される
ことを特徴とする光導波路素子。 - 光導波路コアとして前記多モード干渉部と一体的に形成された、テーパ部をさらに備え、
前記テーパ部は、
前記多モード干渉部の前記第1入出力ポートに接続され、
前記多モード干渉部に向かうにつれて幅が拡大し、前記多モード干渉部側の端において、前記多モード干渉部の幅の1/2以上の幅を有し、及び
前記多モード干渉部において、基本モード及び1次モードの光のみを励起させる
ことを特徴とする請求項1に記載の光導波路素子。 - 前記テーパ部の、前記多モード干渉部側の端における幅が、前記多モード干渉部の幅の50〜80%の範囲内の値である
ことを特徴とする請求項2に記載の光導波路素子。 - 前記多モード干渉部は、第1多モード干渉部と第2多モード干渉部とを含んでおり、
前記第1多モード干渉部と前記第2多モード干渉部とは、前記一端から前記他端の方向へ、この順に接続され、
前記第1多モード干渉部は、基本モード及び1次モードの光を伝播させ、
前記第2多モード干渉部は、基本モード、1次モード及び2次モードの光を伝播させ、
前記第2多モード干渉部の長さは、
前記第1波長の光及び前記第2波長の光の基本モードと1次モードとの間の位相差がπであり、かつ
前記第1波長の光及び前記第2波長の光の基本モード及び1次モードのビート長の1/4以下となるように設定される
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光導波路素子。 - 前記多モード干渉部の厚さが220nm以下である
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光導波路素子。
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