JP2021157130A - Optical waveguide element - Google Patents

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Abstract

To provide an optical waveguide element capable of separating two circularly polarized light.SOLUTION: An optical waveguide element is configured to include: a support substrate 10; a clad 20 formed on the support substrate; and an optical waveguide core 30 embedded in the clad and provided in parallel to an upper surface of the support substrate. The optical waveguide core has a coupling unit 100 for converting one of two orthogonally circularly polarized light components of spatial light into a predetermined polarized wave of a p-th (p is an integer of zero or more) mode and the other into a predetermined polarized wave of q-th (q is an integer of zero or more that is different from p) mode to introduce it into an optical waveguide core.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、例えば、波長多重光通信技術、光コヒーレント通信技術、又は、光センサに用いることができる、光導波路素子に関する。 The present invention relates to, for example, an optical waveguide element that can be used in a wavelength multiplex optical communication technique, an optical coherent communication technique, or an optical sensor.

近年、光素子として、小型化と量産性に優れることから、シリコン系素材を導波路材料として用いるシリコン（Ｓｉ）導波路を用いた光導波路素子が注目されている。 In recent years, as an optical element, an optical waveguide element using a silicon (Si) waveguide using a silicon-based material as a waveguide material has attracted attention because of its excellent miniaturization and mass productivity.

Ｓｉ導波路では、実質的に光の伝送路となる光導波路コアを、Ｓｉを材料として形成する。そして、Ｓｉよりも屈折率の低い例えばシリカ等を材料としたクラッドで、光導波路コアの周囲を覆う。このような構成により、光導波路コアとクラッドとの屈折率差が極めて大きくなるため、光導波路コア内に光を強く閉じ込めることができる。その結果、曲げ半径を例えば１μｍ程度まで小さくした、小型の曲線導波路を実現することができる。そのため、電子回路と同程度の大きさの光回路を作成することが可能であり、光デバイス全体の小型化に有利である。 In the Si waveguide, an optical waveguide core which is substantially a light transmission path is formed of Si as a material. Then, a clad made of, for example, silica, which has a lower refractive index than Si, covers the periphery of the optical waveguide core. With such a configuration, the difference in refractive index between the optical waveguide core and the clad becomes extremely large, so that light can be strongly confined in the optical waveguide core. As a result, it is possible to realize a small curved waveguide in which the bending radius is reduced to, for example, about 1 μm. Therefore, it is possible to create an optical circuit having the same size as an electronic circuit, which is advantageous for miniaturization of the entire optical device.

また、Ｓｉ導波路では、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の半導体装置の製造過程を流用することが可能である。そのため、チップ上に電子機能回路と光機能回路とを一括形成する光電融合（シリコンフォトニクス）の実現が期待されている。 Further, in the Si waveguide, it is possible to divert the manufacturing process of a semiconductor device such as CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Therefore, it is expected to realize photoelectric fusion (silicon photonics) in which an electronic function circuit and an optical function circuit are collectively formed on a chip.

偏光無依存の光通信システムでは、偏波を分離してそれぞれの偏波に対して光回路を用意する構成が一般的である（例えば、特許文献１参照）。このときに、二次元のグレーティングカプラで入力光の偏光を分離することがよく行われている。 In a polarization-independent optical communication system, it is common to separate polarizations and prepare an optical circuit for each polarization (see, for example, Patent Document 1). At this time, it is common practice to separate the polarized light of the input light with a two-dimensional grating coupler.

また、光学ディスク用ヘッドでは偏光の検出が必要であるが、ここでも光導波路素子を使うことが古くから行われてきた（例えば、特許文献２又は３参照）。 Further, although it is necessary to detect polarized light in an optical disk head, it has been practiced for a long time to use an optical waveguide element here as well (see, for example, Patent Document 2 or 3).

特開２０１７−１７５５２１号公報JP-A-2017-175521 特開平４−１７６０４０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-176040 特開平４−９５２５０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-95250 特開２０１５−５９９８２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-59982

上述した、従来技術は、直線偏光に対応することに限られる。この発明は、上述の従来の素子についての問題点に鑑みてなされた。この発明の目的は、空間光の直交する２つの円偏光成分を分離可能な光導波路素子を提供することにある。 The prior art described above is limited to supporting linearly polarized light. The present invention has been made in view of the above-mentioned problems with conventional devices. An object of the present invention is to provide an optical waveguide element capable of separating two orthogonal circularly polarized components of spatial light.

上述した目的を達成するためにこの発明の光導波路素子は、支持基板と、支持基板上に形成されるクラッドと、クラッド中に埋設され、支持基板の上面に平行に設けられる、光導波路コアとを備えて構成される。 In order to achieve the above-mentioned object, the optical waveguide element of the present invention includes a support substrate, a clad formed on the support substrate, and an optical waveguide core embedded in the clad and provided parallel to the upper surface of the support substrate. Is configured with.

光導波路コアは、空間光の直交する２つの円偏光成分の一方を、ｐ（ｐは０以上の整数
）次モードの所定偏波に変換し、他方を、ｑ（ｑはｐとは異なる、０以上の整数）次モードの所定偏波にそれぞれ変換して、当該光導波路コアに導入するカップリング部を備える。 The optical waveguide core converts one of the two orthogonal circularly polarized components of the spatial light into a predetermined polarization in the p (p is an integer greater than or equal to 0) order mode, and the other is q (q is different from p). An integer of 0 or more) is provided with a coupling portion that is converted into predetermined polarizations in the next mode and introduced into the optical waveguide core.

この発明の光導波路素子の好適な実施形態によれば、カップリング部は、空間光導入部と、第１接続導波路及び第２接続導波路と、移相部と、結合部とを備えて構成される。空間光導入部は、空間光の直交する２つの円偏光成分の一方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、第１接続導波路を伝搬させ、及び、空間光の直交する２つの円偏光成分の他方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、第２接続導波路を伝搬させる。移相部は、第２接続導波路に設けられ、第２接続導波路を伝搬する光に、９０°の位相変化を与える。結合部は、０次モード及び１次モードのＴＥ偏波が伝搬可能な多モード導波路であり、第１接続導波路及び第２接続導波路に接続されている。 According to a preferred embodiment of the optical waveguide device of the present invention, the coupling portion includes a spatial light introduction portion, a first connection waveguide and a second connection waveguide, a phase shift portion, and a coupling portion. It is composed. The space light introduction unit converts one of the two orthogonal circularly polarized light components of the space light into TE polarization in the 0th order mode to propagate the first connection waveguide, and the space light introduces the two orthogonal circularly polarized light components. The other of the circularly polarized light components is converted into TE polarized light in the 0th order mode to propagate the second connection waveguide. The phase shift portion is provided in the second connection waveguide and gives a phase change of 90 ° to the light propagating in the second connection waveguide. The coupling portion is a multi-mode waveguide capable of propagating TE polarization in the 0th-order mode and the 1st-order mode, and is connected to the first connection waveguide and the second connection waveguide.

また、この発明の光導波路素子の他の好適な実施形態によれば、カップリング部は、空間光導入部と、第１接続導波路及び第２接続導波路と、結合部とを備えて構成される。空間光導入部は、空間光の直交する２つの円偏光成分の一方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、第１接続導波路を伝搬させ、空間光の直交する２つの円偏光成分の他方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、第２接続導波路を伝搬させ、及び、第１接続導波路を伝搬させる光と、第２接続導波路を伝搬させる光との間に９０°の位相差を与える。結合部は、０次モード及び１次モードのＴＥ偏波が伝搬可能な多モード導波路であり、第１接続導波路及び第２接続導波路に接続されている。 Further, according to another preferred embodiment of the optical waveguide device of the present invention, the coupling portion includes a space light introduction portion, a first connection waveguide, a second connection waveguide, and a coupling portion. Will be done. The space light introduction unit converts one of the two orthogonal circularly polarized light components of the space light into TE polarization in the 0th order mode, propagates the first connection waveguide, and two orthogonal circularly polarized light of the space light. The other of the components is converted into TE polarization in the 0th order mode to propagate the second connecting waveguide, and the light propagating the first connecting waveguide and the light propagating the second connecting waveguide. A 90 ° phase difference is given between them. The coupling portion is a multi-mode waveguide capable of propagating TE polarization in the 0th-order mode and the 1st-order mode, and is connected to the first connection waveguide and the second connection waveguide.

このとき、空間光導入部を、第１接続導波路と接続される側の第１辺に平行に、かつ、第１周期で配列される第１線分群と、第２接続導波路と接続される側の第２辺に平行に、かつ、第２周期で配列される第２線分群に対し、第１線分群と第２線分群の各交点を基準点群として、基準点群から、第２線分群に平行に、かつ、第２周期の１／４だけずらした位置に、光導波路コアを貫通する貫通孔が設けられた二次元グレーティングカプラにすることができる。 At this time, the space light introduction unit is connected to the first line segment group arranged in parallel to the first side connected to the first connection waveguide and in the first cycle, and to the second connection waveguide. For the second line segment group that is parallel to the second side of the A two-dimensional grating coupler can be formed in which a through hole penetrating the optical waveguide core is provided at a position parallel to the two-line segment group and shifted by 1/4 of the second cycle.

また、この発明の光導波路素子の他の好適な実施形態によれば、カップリング部は、空間光導入部と、第１接続導波路及び第２接続導波路と、結合部とを備えて構成される。空間光導入部は、空間光の直交する２つの円偏光成分の一方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、第１接続導波路を伝搬させ、及び、空間光の直交する２つの円偏光成分の他方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、第２接続導波路を伝搬させる。 Further, according to another preferred embodiment of the optical waveguide device of the present invention, the coupling portion includes a space light introduction portion, a first connection waveguide, a second connection waveguide, and a coupling portion. Will be done. The space light introduction unit converts one of the two orthogonal circularly polarized light components of the space light into TE polarization in the 0th order mode to propagate the first connection waveguide, and the space light introduces the two orthogonal circularly polarized light components. The other of the circularly polarized light components is converted into TE polarized light in the 0th order mode to propagate the second connection waveguide.

結合部は、第１入力ポート及び第２入力ポート、並びに、第１出力ポート及び第２出力ポートを有する方向性結合器である。第１入力ポートが第１接続導波路に接続され、第２入力ポートが第２接続導波路に接続され、第１入力ポート及び第２入力ポートに入力された光の位相差が＋９０°の場合は、第１出力ポートから出力し、及び、第１入力ポート及び第２入力ポートに入力された光の位相差が−９０°の場合は、第２出力ポートから出力する。 The coupling portion is a directional coupler having a first input port and a second input port, and a first output port and a second output port. When the first input port is connected to the first connection waveguide, the second input port is connected to the second connection waveguide, and the phase difference of the light input to the first input port and the second input port is + 90 °. Outputs from the first output port, and outputs from the second output port when the phase difference of the light input to the first input port and the second input port is −90 °.

この発明の光導波路素子によれば、空間光の直交する２つの円偏光成分に対して、一方を０次モードのＴＥ偏波で他方を１次モードのＴＥ偏波で出力したり、一方と他方をそれぞれ異なる出力ポートから出力したりできるなど、直交する円偏光を分離することができる。 According to the optical waveguide element of the present invention, for two orthogonal circularly polarized components of spatial light, one is output with TE polarization in the 0th-order mode and the other is output with TE polarization in the 1st-order mode. Orthogonal circularly polarized light can be separated, for example, the other can be output from different output ports.

第１素子を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the 1st element. 第１素子の動作を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the operation of the 1st element. 第２素子を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the 2nd element. 第３素子を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the 3rd element.

以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係については、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the shape, size, and arrangement of each component are only schematically shown to the extent that the present invention can be understood. Further, although a preferable configuration example of the present invention will be described below, the material and numerical conditions of each component are merely suitable examples. Therefore, the present invention is not limited to the following embodiments, and many modifications or modifications can be made that can achieve the effects of the present invention without departing from the scope of the constitution of the present invention.

この発明の光導波路素子は、支持基板と、支持基板上に形成されるクラッドと、クラッド中に埋設され、支持基板の上面に平行に設けられる、光導波路コアとを備えて構成される。 The optical waveguide element of the present invention includes a support substrate, a clad formed on the support substrate, and an optical waveguide core embedded in the clad and provided parallel to the upper surface of the support substrate.

光導波路コアは、空間光の直交する２つの円偏光成分の一方を、ｐ（ｐは０以上の整数）次モードの所定偏波（ＴＥ偏波又はＴＭ偏波）に変換し、他方を、ｑ（ｑはｐとは異なる、０以上の整数）次モードの所定偏波に変換して、当該光導波路コアに導入するカップリング部を備える。 The optical waveguide core converts one of the two orthogonal circularly polarized components of the spatial light into a predetermined polarization (TE polarization or TM polarization) in the p (p is an integer of 0 or more) order mode, and the other is converted into a predetermined polarization (TE polarization or TM polarization). q (q is an integer greater than or equal to 0, which is different from p) is provided with a coupling portion that is converted into a predetermined polarized light in the next mode and introduced into the optical waveguide core.

（第１素子）
図１を参照して、この発明の第１実施形態に係る光導波路素子（以下、第１素子）を説明する。図１は、第１素子を説明するため模式図である。図１（Ａ）は、第１素子の概略的端面図である。また、図１（Ｂ）は、第１素子の第１構成例の概略的平面図である。図１（Ｂ）では、光導波路コアの平面形状を示し、他の構成要素を省略して示してある。 (1st element)
The optical waveguide element (hereinafter, the first element) according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the first element. FIG. 1A is a schematic end view of the first element. Further, FIG. 1B is a schematic plan view of a first configuration example of the first element. In FIG. 1B, the planar shape of the optical waveguide core is shown, and other components are omitted.

なお、以下の説明では、各構成要素について、光伝播方向に沿った方向を長さ方向とする。また、支持基板の厚さに沿った方向を厚さ方向とする。また、長さ方向及び厚さ方向に直交する方向を幅方向とする。 In the following description, for each component, the direction along the light propagation direction is defined as the length direction. Further, the direction along the thickness of the support substrate is defined as the thickness direction. Further, the direction orthogonal to the length direction and the thickness direction is defined as the width direction.

第１素子は、支持基板１０、クラッド２０及び光導波路コア３０を備えて構成されている。 The first element includes a support substrate 10, a clad 20, and an optical waveguide core 30.

支持基板１０は、例えば単結晶Ｓｉを材料とした平板状体で構成されている。 The support substrate 10 is made of, for example, a flat plate made of single crystal Si.

クラッド２０は、支持基板１０上に、支持基板１０の上面１０ａを被覆して形成されている。クラッド２０は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）を材料として形成されている。 The clad 20 is formed by coating the upper surface 10a of the support substrate 10 on the support substrate 10. The clad 20 is formed of, for example, silicon oxide (SiO 2 ) as a material.

光導波路コア３０は、支持基板１０の上面１０ａに平行に、クラッド２０中に埋設されている。ここで、光導波路コア３０を伝播する光が支持基板１０へ逃げるのを防止するために、光導波路コア３０は、支持基板１０から少なくとも１μｍ以上離間して形成されているのが好ましい。 The optical waveguide core 30 is embedded in the clad 20 in parallel with the upper surface 10a of the support substrate 10. Here, in order to prevent the light propagating through the optical waveguide core 30 from escaping to the support substrate 10, the optical waveguide core 30 is preferably formed at a distance of at least 1 μm or more from the support substrate 10.

光導波路コア３０は、ＳｉＯ２のクラッド２０の屈折率（１．４５）よりも高い屈折率（３．５）を有する、例えばシリコン（Ｓｉ）を材料として形成されている。その結果、光導波路コア３０は、光の伝送路として機能し、光導波路コア３０に入力された光は、光導波路コア３０の平面形状に応じた伝播方向に伝播する。 The optical waveguide core 30 is formed of, for example, silicon (Si), which has a refractive index (3.5) higher than the refractive index (1.45) of the cladding 20 of SiO 2. As a result, the optical waveguide core 30 functions as a light transmission path, and the light input to the optical waveguide core 30 propagates in the propagation direction according to the planar shape of the optical waveguide core 30.

また、光導波路コア３０の厚みは、厚さ方向でシングルモード条件を達成できる、厚み
で形成されていることが望ましい。光導波路コア３０を、Ｓｉを材料として形成し、クラッド２０を、ＳｉＯ２を材料として形成しているＳｉ導波路では、光導波路コア３０は、２００〜５００ｎｍの範囲内の厚みで形成される。例えば、１５５０ｎｍ前後の波長帯域で、第１素子を用いる場合、光導波路コア３０の厚みを２２０ｎｍとすることができる。 Further, it is desirable that the thickness of the optical waveguide core 30 is formed so as to be able to achieve the single mode condition in the thickness direction. In a Si waveguide in which the optical waveguide core 30 is formed of Si as a material and the clad 20 is formed of SiO 2 as a material, the optical waveguide core 30 is formed with a thickness in the range of 200 to 500 nm. For example, when the first element is used in the wavelength band of about 1550 nm, the thickness of the optical waveguide core 30 can be 220 nm.

この光導波路素子は、例えばＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を利用することによって、簡易に製造することができる。以下、図１に示す構成例の第１素子の製造方法の一例を説明する。 This optical waveguide element can be easily manufactured by using, for example, an SOI (Silicon On Insulator) substrate. Hereinafter, an example of a method for manufacturing the first element of the configuration example shown in FIG. 1 will be described.

先ず、支持基板層、ＳｉＯ２層、及びＳｉ層が順次積層されて構成されたＳＯＩ基板を用意する。 First, an SOI substrate is prepared in which a support substrate layer, a SiO 2 layer, and a Si layer are sequentially laminated.

次に、例えばドライエッチングを行い、Ｓｉ層をパターニングすることによって、光導波路コア３０を形成する。 Next, for example, dry etching is performed to pattern the Si layer to form the optical waveguide core 30.

次に、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて、ＳｉＯ２層上に、光導波路コア３０を被覆して上部ＳｉＯ２層を形成する。その結果、光導波路コア３０が、ＳｉＯ２層と上部ＳｉＯ２層とで構成されるクラッド２０によって包含され、第１素子が得られる。 Then, for example, using a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, on the SiO 2 layer to form an upper SiO 2 layer covering the optical waveguide core 30. As a result, the optical waveguide core 30 is included by the clad 20 composed of the SiO 2 layer and the upper SiO 2 layer, and the first element is obtained.

第１素子は、光導波路コア３０にカップリング部１００を備えて構成される。カップリング部１００は、空間光導入部５０と、第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２と、移相部５５と、結合部８０とを備えて構成される。 The first element is configured by including the coupling portion 100 on the optical waveguide core 30. The coupling unit 100 includes a space light introduction unit 50, a first connection waveguide 71 and a second connection waveguide 72, a phase shift portion 55, and a coupling portion 80.

空間光導入部５０として、例えば、交差したグレーティングで構成される二次元グレーティングカプラを用いることができる。ここでは、構成例として、第１の一次元グレーティング及び第２の一次元グレーティングが直交している場合を説明する。また、空間光導入部と、二次元グレーティングカプラとに、同じ符号を付して説明する。 As the space light introduction unit 50, for example, a two-dimensional grating coupler composed of intersecting gratings can be used. Here, as a configuration example, a case where the first one-dimensional grating and the second one-dimensional grating are orthogonal to each other will be described. Further, the space light introduction unit and the two-dimensional grating coupler will be described with the same reference numerals.

二次元グレーティングカプラ５０は、円偏光成分の空間光を、光導波路のＴＥ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）偏波に変換する。二次元グレーティングカプラ５０では、空間光の直交する２つの円偏光成分の一方は、０次モードのＴＥ偏波（ＴＥ０）に変換されて、第１の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬する。また、二次元グレーティングカプラ５０では、空間光の直交する２つの円偏光成分の他方は、ＴＥ０に変換されて、第２の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬する。 The two-dimensional grating coupler 50 converts the spatial light of the circularly polarized light component into the TE (Transverse Electric) polarization of the optical waveguide. In the two-dimensional grating coupler 50, one of the two orthogonal circularly polarized light components of the spatial light is converted into TE polarization (TE0) in the 0th-order mode and propagates in the direction along the first one-dimensional grating. Further, in the two-dimensional grating coupler 50, the other of the two orthogonal circularly polarized light components of the spatial light is converted into TE0 and propagates in the direction along the second one-dimensional grating.

二次元グレーティングカプラ５０には、第１テーパ部６１を介して第１接続導波路７１が接続され、及び、第２テーパ部６２を介して第２接続導波路７２が接続されている。第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２は、０次モードのＴＥ偏波が伝搬可能な導波路である。第１テーパ部６１は、二次元グレーティングカプラ５０の出力端の幅から、第１接続導波路７１の幅まで、長手方向に沿って順次幅が縮小する。同様に、第２テーパ部６２は、二次元グレーティングカプラ５０の出力端の幅から、第２接続導波路７２の幅まで、長手方向に沿って順次幅が縮小する。 The first connecting waveguide 71 is connected to the two-dimensional grating coupler 50 via the first tapered portion 61, and the second connecting waveguide 72 is connected via the second tapered portion 62. The first connection waveguide 71 and the second connection waveguide 72 are waveguides capable of propagating TE polarization in the 0th order mode. The width of the first tapered portion 61 is sequentially reduced along the longitudinal direction from the width of the output end of the two-dimensional grating coupler 50 to the width of the first connecting waveguide 71. Similarly, the width of the second tapered portion 62 is sequentially reduced along the longitudinal direction from the width of the output end of the two-dimensional grating coupler 50 to the width of the second connecting waveguide 72.

第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２の、二次元グレーティングカプラ５０と反対側は、結合部８０に接続されている。結合部８０は、０次モード及び１次モードのＴＥ偏波が伝搬可能な多モード導波路８５で構成され、第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２に接続されている。 The sides of the first connection waveguide 71 and the second connection waveguide 72 opposite to the two-dimensional grating coupler 50 are connected to the coupling portion 80. The coupling portion 80 is composed of a multi-mode waveguide 85 capable of propagating TE polarization in the 0th-order mode and the 1st-order mode, and is connected to the first connection waveguide 71 and the second connection waveguide 72.

また、第２接続導波路７２には、移相部５５が設けられている。移相部５５として、第
１接続導波路を伝搬させる光と、第２接続導波路を伝搬させる光との間に９０°の位相差を与える、任意好適な従来公知の９０°移相素子を用いることができる。 Further, the second connection waveguide 72 is provided with a phase shift portion 55. As the phase shifting unit 55, any suitable conventionally known 90 ° phase shifting element that imparts a phase difference of 90 ° between the light propagating the first connecting waveguide and the light propagating the second connecting waveguide is used. Can be used.

二次元グレーティングカプラ５０の第１の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬するＴＥ０は、第１テーパ部６１及び第１接続導波路７１を経て結合部８０に送られる。また、二次元グレーティングカプラ５０の第２の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬するＴＥ０は、第２テーパ部６２及び第２接続導波路７２と、第２接続導波路７２に設けられた移相部５５を経て結合部８０に送られる。第２接続導波路７２を伝搬するＴＥ０は、移相部５５において、９０°の位相変化を受ける。 TE0 propagating in the direction along the first one-dimensional grating of the two-dimensional grating coupler 50 is sent to the coupling portion 80 via the first taper portion 61 and the first connection waveguide 71. Further, TE0 propagating in the direction along the second one-dimensional grating of the two-dimensional grating coupler 50 is provided in the second tapered portion 62, the second connecting waveguide 72, and the phase shift provided in the second connecting waveguide 72. It is sent to the coupling portion 80 via the portion 55. TE0 propagating in the second connection waveguide 72 undergoes a phase change of 90 ° in the phase shift portion 55.

第１素子は、結合部８０を多モード導波路８５で構成している。この結合部８０を構成する多モード導波路８５は、ＴＥ０及び１次モードのＴＥ偏波（ＴＥ１）を励起する。 In the first element, the coupling portion 80 is composed of a multimode waveguide 85. The multimode waveguide 85 constituting the coupling portion 80 excites TE0 and TE polarization (TE1) in the primary mode.

図２を参照して、第１素子の動作を説明する。図２は、第１素子の動作を説明する模式図である。図２（Ａ）は、二次元グレーティングカプラ５０に入力される円偏光の電界（符号Ｓ０で示す。）と、第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２に入力されるＴＥ偏波の電界を示している。図２（Ｂ）は、左（反時計回り）円偏光の場合の、第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２に入力されるＴＥ偏波の電界の時間変化を示している。図２（Ｃ）は、左円偏光の場合の、第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２から出力されるＴＥ偏波の電界の時間変化を示している。図２（Ｄ）は、右（時計回り）円偏光の場合の、第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２に入力されるＴＥ偏波の電界の時間変化を示している。図２（Ｅ）は、右円偏光の場合の、第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２から出力されるＴＥ偏波の電界の時間変化を示している。 The operation of the first element will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the operation of the first element. FIG. 2A shows a circularly polarized electric field (indicated by reference numeral S0) input to the two-dimensional grating coupler 50 and TE polarization input to the first connection waveguide 71 and the second connection waveguide 72. It shows the electric field. FIG. 2B shows the time change of the electric field of TE polarization input to the first connection waveguide 71 and the second connection waveguide 72 in the case of left (counterclockwise) circularly polarized light. FIG. 2C shows the time change of the electric field of TE polarization output from the first connection waveguide 71 and the second connection waveguide 72 in the case of left-handed circularly polarized light. FIG. 2D shows the time change of the electric field of TE polarization input to the first connection waveguide 71 and the second connection waveguide 72 in the case of right (clockwise) circularly polarized light. FIG. 2E shows the time change of the electric field of TE polarization output from the first connection waveguide 71 and the second connection waveguide 72 in the case of right-handed circularly polarized light.

図２（Ｂ）に示すように、左円偏光の場合、第１接続導波路７１に入力されるＴＥ０（符号Ｓ１１で示す。）は、第２接続導波路７２に入力されるＴＥ０（符号Ｓ１２で示す。）に対して９０°遅れている。 As shown in FIG. 2B, in the case of left circularly polarized light, TE0 (indicated by reference numeral S11) input to the first connection waveguide 71 is TE0 (reference numeral S12) input to the second connection waveguide 72. It is 90 ° behind (indicated by).

ここで、移相部５５において、第２接続導波路７２を伝搬するＴＥ０の位相を９０°進める。この結果、図２（Ｃ）に示すように、第１接続導波路７１から出力されるＴＥ０（符号Ｓ２１で示す。）と、第２接続導波路７２から出力されるＴＥ０（符号Ｓ２２で示す。）とは、位相が１８０°違う波となる。この位相が１８０°違う波を合波すると、多モード導波路８５に、ＴＥ１が励起される。 Here, in the phase shift unit 55, the phase of TE0 propagating in the second connection waveguide 72 is advanced by 90 °. As a result, as shown in FIG. 2C, TE0 (indicated by reference numeral S21) output from the first connection waveguide 71 and TE0 (indicated by reference numeral S22) output from the second connection waveguide 72 are shown. ) Is a wave whose phase is 180 ° out of phase. When a wave having a phase difference of 180 ° is combined, TE1 is excited in the multimode waveguide 85.

一方、図２（Ｄ）に示すように、右円偏光の場合、第１接続導波路７１に入力されるＴＥ０（符号Ｓ１１で示す。）は、第２接続導波路７２に入力されるＴＥ０（符号Ｓ１２で示す。）に対して９０°進んでいる。 On the other hand, as shown in FIG. 2D, in the case of right-handed circularly polarized light, TE0 (indicated by reference numeral S11) input to the first connection waveguide 71 is TE0 (indicated by reference numeral S11) input to the second connection waveguide 72. It is advanced by 90 ° with respect to (indicated by reference numeral S12).

ここで、第２接続導波路７２を伝搬するＴＥ０に対して、移相部５５において、位相を９０°進める。この結果、図２（Ｅ）に示すように、第１接続導波路７１から出力されるＴＥ０（符号Ｓ２１で示す。）と、第２接続導波路７２から出力されるＴＥ０（符号Ｓ２２で示す。）とは、位相が揃う波となる。この位相が揃う波を合波すると、多モード導波路８５に、ＴＥ０が励起される。 Here, the phase is advanced by 90 ° in the phase shift portion 55 with respect to TE0 propagating in the second connection waveguide 72. As a result, as shown in FIG. 2 (E), TE0 (indicated by reference numeral S21) output from the first connection waveguide 71 and TE0 (indicated by reference numeral S22) output from the second connection waveguide 72 are shown. ) Is a wave whose phase is aligned. When the waves having the same phase are combined, TE0 is excited in the multimode waveguide 85.

結合部８０の後段には、例えば、ＴＥ０及びＴＥ１が伝搬するように設計され、これらに対して動作する素子が設けられる。この素子については、例えば、特許文献４に開示されている。これにより、空間光の直交する２つの円偏光に対して動作する光回路が実現される。なお、結合部８０の後段には、ＴＥ０及びＴＥ１の両方で動作する素子を設けるのが構成上は簡単であるが、ＴＥ０及びＴＥ１を分離して、ＴＥ０に偏波を揃えて、それぞれＴＥ０で動作する素子を設けてもよい。 In the subsequent stage of the coupling portion 80, for example, an element designed to propagate TE0 and TE1 and operating for them is provided. This device is disclosed in, for example, Patent Document 4. As a result, an optical circuit that operates for two orthogonal circularly polarized lights of spatial light is realized. Although it is simple in terms of configuration to provide an element that operates in both TE0 and TE1 in the subsequent stage of the coupling portion 80, TE0 and TE1 are separated, the polarizations are aligned with TE0, and each TE0. An operating element may be provided.

以上説明したように、第１素子によれば、空間光の直交する２つの円偏光成分に対して、一方を０次モードのＴＥ偏波で他方を１次モードのＴＥ偏波で出力することができる。 As described above, according to the first element, for two orthogonal circularly polarized components of spatial light, one is output with TE polarization in the 0th-order mode and the other is output with TE polarization in the 1st-order mode. Can be done.

（第２素子）
図３を参照して、この発明の第２実施形態に係る光導波路素子（以下、第２素子）を説明する。図３は、第２素子を説明するための模式図である。図３は、第２素子の概略平面図である。図３では、空間光導入部を示し、他の部分の図示を省略している。また、第１光導波路コアの上部に位置する第２光導波路コアの部分を省略して示している。 (Second element)
The optical waveguide element (hereinafter referred to as the second element) according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the second element. FIG. 3 is a schematic plan view of the second element. In FIG. 3, the space light introduction portion is shown, and the illustration of other portions is omitted. Further, the portion of the second optical waveguide core located above the first optical waveguide core is omitted.

第２素子では、カップリング部は、空間光導入部と、第１接続導波路及び第２接続導波路と、結合部とを備えて構成される。空間光導入部として、空間光の直交する２つの円偏光成分の一方は、ＴＥ０に変換されて、第１の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬する。また、空間光導入部として、空間光の直交する２つの円偏光成分の他方は、ＴＥ０に変換されて、第２の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬する、二次元グレーティングカプラ５１を用いることができる。この二次元グレーティングカプラ５１は、第１の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬させる光と、第２の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬させる光との間に９０°の位相差を与える。 In the second element, the coupling portion includes a space light introduction portion, a first connection waveguide, a second connection waveguide, and a coupling portion. As the space light introduction unit, one of the two orthogonal circularly polarized light components of the space light is converted to TE0 and propagates in the direction along the first one-dimensional grating. Further, as the spatial light introduction unit, a two-dimensional grating coupler 51 is used in which the other of the two orthogonal circularly polarized light components of the spatial light is converted to TE0 and propagates in the direction along the second one-dimensional grating. Can be done. The two-dimensional grating coupler 51 provides a phase difference of 90 ° between the light propagating in the direction along the first one-dimensional grating and the light propagating in the direction along the second one-dimensional grating.

このように動作させるために、二次元グレーティングカプラ５１に、第１接続導波路と接続される側の第１辺５１ａに平行に、かつ、第１周期で配列される、仮想的な第１線分群を設ける。また、第２接続導波路と接続される側の第２辺５１ｂに平行に、かつ、第２周期で配列される、仮想的な第２線分群を設ける。二次元グレーティングカプラ５１として、第１線分群と第２線分群の各交点を基準点群として、基準点群から、第２線分群に平行に、かつ、第２周期の１／４だけずらした位置に、光導波路コアを貫通する貫通孔５２を設ける構成にすることができる。 In order to operate in this way, a virtual first line is arranged on the two-dimensional grating coupler 51 in parallel with the first side 51a on the side connected to the first connection waveguide and in the first period. Set up a group. Further, a virtual second line branch group is provided which is parallel to the second side 51b on the side connected to the second connection waveguide and is arranged in the second period. As the two-dimensional grating coupler 51, each intersection of the first line segment group and the second line segment group is used as a reference point group, and is shifted from the reference point group in parallel with the second line segment group by 1/4 of the second cycle. A through hole 52 that penetrates the optical waveguide core can be provided at the position.

二次元グレーティングカプラ５１をこのように構成すると、第１の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬させる光と、第２の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬させる光との間に９０°の位相差が与えられる。従って、第２素子では、第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２に入力される光の電界が、図２（Ｃ）及び（Ｅ）に示した、第１素子における、第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２から出力される光の電界と同様になる。このため、第２素子では、移相部が不要となる。 When the two-dimensional grating coupler 51 is configured in this way, the position of 90 ° is between the light propagating in the direction along the first one-dimensional grating and the light propagating in the direction along the second one-dimensional grating. The phase difference is given. Therefore, in the second element, the electric field of the light input to the first connection waveguide 71 and the second connection waveguide 72 is the first connection in the first element shown in FIGS. 2C and 2E. It becomes the same as the electric field of the light output from the waveguide 71 and the second connection waveguide 72. Therefore, the second element does not require a phase shift portion.

二次元グレーティングカプラの構成、及び、移相部が設けられていない点を除いて、第２素子は、第１素子と同様に構成されるので、重複する説明を省略する。また、第２素子は、第１素子と同様に、空間光の直交する２つの円偏光成分に対して、一方をＴＥ０で他方をＴＥ１で出力することができる。 Since the second element is configured in the same manner as the first element except for the configuration of the two-dimensional grating coupler and the point that the phase shift portion is not provided, redundant description will be omitted. Further, the second element can output one of the two orthogonal circularly polarized light components of the space light with TE0 and the other with TE1 as in the case of the first element.

（第３素子）
図４を参照して、この発明の第３実施形態に係る光導波路素子（以下、第３素子）を説明する。図４は、第３素子を説明するための模式図である。図４は、第３素子の概略平面図である。 (Third element)
The optical waveguide element (hereinafter, the third element) according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the third element. FIG. 4 is a schematic plan view of the third element.

第３素子は、カップリング部１０２を備えて構成される。カップリング部１０２は、空間光導入部５０と、第１接続導波路７１及び第２接続導波路７２と、結合部とを備えて構成される。 The third element is configured to include a coupling portion 102. The coupling unit 102 includes a space light introduction unit 50, a first connection waveguide 71 and a second connection waveguide 72, and a coupling portion.

空間光導入部５０は、第１素子と同様の二次元グレーティングカプラで構成することができる。 The space light introduction unit 50 can be configured by the same two-dimensional grating coupler as the first element.

結合部は、例えば、第１入力ポート９２−１及び第２入力ポート９２−２、並びに、第１出力ポート９４−１及び第２出力ポート９４−２を有する、３ｄＢカプラとしての方向性結合器９０で構成することができる。３ｄＢカプラとしての方向性結合器９０は、２つの入力ポート９２−１及び９２−２に入力される光の位相差が＋９０°及び−９０°のいずれかに応じて、２つの出力ポート９４−１及び９４−２のいずれかから出力される。 The coupling portion is a directional coupler as a 3dB coupler having, for example, a first input port 92-1 and a second input port 92-2, and a first output port 94-1 and a second output port 94-2. It can be composed of 90. The directional coupler 90 as a 3dB coupler has two output ports 94- depending on whether the phase difference of the light input to the two input ports 92-1 and 92-2 is + 90 ° or -90 °. It is output from either 1 or 94-2.

方向性結合器９０の第１入力ポート９２−１は、第１接続導波路７１に接続されている。また、方向性結合器９０の第２入力ポート９２−２は、第２接続導波路７２に接続されている。この場合、例えば、図２（Ｂ）に示すように、第１接続導波路７１に入力されるＴＥ０（符号Ｓ１１で示す。）が、第２接続導波路７２に入力されるＴＥ０（符号Ｓ１２で示す。）に対して９０°遅れている場合、第１出力ポート９４−１から出力される。また、図２（Ｄ）に示すように、第１接続導波路７１に入力されるＴＥ０（符号Ｓ１１で示す。）が、第２接続導波路７２に入力されるＴＥ０（符号Ｓ１２で示す。）に対して９０°進んでいる場合、第２出力ポート９４−２から出力される。 The first input port 92-1 of the directional coupler 90 is connected to the first connection waveguide 71. Further, the second input port 92-2 of the directional coupler 90 is connected to the second connection waveguide 72. In this case, for example, as shown in FIG. 2B, TE0 (indicated by reference numeral S11) input to the first connection waveguide 71 is input to TE0 (reference numeral S12) input to the second connection waveguide 72. When it is delayed by 90 ° with respect to (shown), it is output from the first output port 94-1. Further, as shown in FIG. 2D, TE0 (indicated by reference numeral S11) input to the first connection waveguide 71 is input to TE0 (indicated by reference numeral S12) in the second connection waveguide 72. If it is advanced by 90 ° with respect to, it is output from the second output port 94-2.

この結果、左円偏光は、方向性結合器９０の第１出力ポート９４−１から出力され、右円偏光は、方向性結合器９０の第２出力ポート９４−２から出力されることになり、空間光の直交する２つの円偏光成分に対して、一方と他方をそれぞれ異なる出力ポートから出力できる。 As a result, the left circularly polarized light is output from the first output port 94-1 of the directional coupler 90, and the right circularly polarized light is output from the second output port 94-2 of the directional coupler 90. , One and the other can be output from different output ports for two orthogonal circularly polarized components of spatial light.

この第３素子では、左円偏光と右円偏光に対して、二次元グレーティングカプラで得られる、図２（Ｂ）及び図２（Ｄ）を参照して説明した位相関係を用いる。従って、第１素子のように、移相部を用いる必要はない。また、第２素子のように二次元グレーティングカプラにおいて、第１の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬させる光と、第２の一次元グレーティングに沿った方向に伝搬させる光との間に９０°の位相差を与える必要はない。 In this third element, the phase relationship described with reference to FIGS. 2 (B) and 2 (D) obtained by the two-dimensional grating coupler is used for the left circularly polarized light and the right circularly polarized light. Therefore, unlike the first element, it is not necessary to use a phase shift portion. Further, in a two-dimensional grating coupler such as the second element, 90 ° is between the light propagating in the direction along the first one-dimensional grating and the light propagating in the direction along the second one-dimensional grating. It is not necessary to give the phase difference of.

１０ 支持基板
２０ クラッド
３０ 光導波路コア
５０、５１ 空間光導入部（二次元グレーティングカプラ）
５２ 貫通孔
５５ 移相部
６１ 第１テーパ部
６２ 第２テーパ部
７１ 第１接続導波路
７２ 第２接続導波路
８０ 結合部
８５ 多モード導波路
９０ 方向性結合器
１００、１０２ カップリング部 10 Support substrate 20 Clad 30 Optical waveguide core 50, 51 Spatial light introduction part (two-dimensional grating coupler)
52 Through hole 55 Phase shift part 61 1st taper part 62 2nd taper part 71 1st connection waveguide 72 2nd connection waveguide 80 coupling part 85 Multimode waveguide 90 Directional coupler 100, 102 Coupling part

Claims (5)

支持基板と、
前記支持基板上に形成されるクラッドと、
前記クラッド中に埋設され、前記支持基板の上面に平行に設けられる、光導波路コアとを備え、
前記光導波路コアは、
空間光の直交する２つの円偏光成分の一方を、ｐ（ｐは０以上の整数）次モードの所定偏波に変換し、他方を、ｑ（ｑはｐとは異なる、０以上の整数）次モードの前記所定偏波にそれぞれ変換して、当該光導波路コアに導入するカップリング部
を備えることを特徴とする光導波路素子。 Support board and
The clad formed on the support substrate and
It is provided with an optical waveguide core embedded in the clad and provided parallel to the upper surface of the support substrate.
The optical waveguide core is
One of the two orthogonal circularly polarized components of the space light is converted to a predetermined polarization in the p (p is an integer of 0 or more) order mode, and the other is q (q is an integer of 0 or more different from p). An optical waveguide element including a coupling portion that is converted into the predetermined polarized light in the next mode and introduced into the optical waveguide core. 前記カップリング部は、
空間光導入部と、
第１接続導波路及び第２接続導波路と、
移相部と、
結合部と
を備え、
前記空間光導入部は、前記空間光の直交する２つの円偏光成分の一方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、前記第１接続導波路を伝搬させ、及び、前記空間光の直交する２つの円偏光成分の他方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、前記第２接続導波路を伝搬させ、
前記移相部は、前記第２接続導波路に設けられ、前記第２接続導波路を伝搬する光に、９０°の位相変化を与え、
前記結合部は、０次モード及び１次モードのＴＥ偏波が伝搬可能な多モード導波路であり、前記第１接続導波路及び前記第２接続導波路に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子。 The coupling portion is
Spatial light introduction part and
The first connection waveguide and the second connection waveguide,
With the phase shift part
With a joint,
The space light introduction unit converts one of the two orthogonal circularly polarized components of the space light into TE polarization in the 0th-order mode, propagates the first connection waveguide, and of the space light. The other of the two orthogonal circularly polarized light components is converted into TE polarization in the 0th order mode and propagated through the second connection waveguide.
The phase shift portion is provided in the second connection waveguide, and gives a phase change of 90 ° to the light propagating in the second connection waveguide.
The coupling portion is a multi-mode waveguide capable of propagating TE polarization in the 0th-order mode and the 1st-order mode, and is characterized in that it is connected to the first connection waveguide and the second connection waveguide. The optical waveguide element according to claim 1. 前記カップリング部は、
空間光導入部と、
第１接続導波路及び第２接続導波路と、
結合部と
を備え、
前記空間光導入部は、前記空間光の直交する２つの円偏光成分の一方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、前記第１接続導波路を伝搬させ、前記空間光の直交する２つの円偏光成分の他方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、前記第２接続導波路を伝搬させ、及び、前記第１接続導波路を伝搬させる光と、前記第２接続導波路を伝搬させる光との間に９０°の位相差を与え、
前記結合部は、０次モード及び１次モードのＴＥ偏波が伝搬可能な多モード導波路であり、前記第１接続導波路及び前記第２接続導波路に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子。 The coupling portion is
Spatial light introduction part and
The first connection waveguide and the second connection waveguide,
With a joint,
The space light introduction unit converts one of the two orthogonal circularly polarized light components of the space light into TE polarization in the 0th-order mode, propagates the first connection waveguide, and makes the space light orthogonal to each other. The other of the two circularly polarized light components is converted into TE polarization in the 0th-order mode to propagate the second connection waveguide, and the light propagating the first connection waveguide and the second connection guide. Gives a 90 ° phase difference to the light propagating through the waveguide,
The coupling portion is a multi-mode waveguide capable of propagating TE polarization in the 0th-order mode and the 1st-order mode, and is characterized in that it is connected to the first connection waveguide and the second connection waveguide. The optical waveguide element according to claim 1. 前記空間光導入部は、
前記第１接続導波路と接続される側の第１辺に平行に、かつ、第１周期で配列される第１線分群と、前記第２接続導波路と接続される側の第２辺に平行に、かつ、第２周期で配列される第２線分群に対し、
前記第１線分群と前記第２線分群の各交点を基準点群として、
前記基準点群から、前記第２線分群に平行に、かつ、前記第２周期の１／４だけずらした位置に、前記光導波路コアを貫通する貫通孔を設けて構成される
二次元グレーティングカプラである
ことを特徴とする請求項３に記載の光導波路素子。 The space light introduction unit is
On the first line group arranged parallel to the first side connected to the first connecting waveguide and in the first period, and on the second side connected to the second connecting waveguide. For the second line group arranged in parallel and in the second period
Using each intersection of the first line branch group and the second line branch group as a reference point group,
A two-dimensional grating coupler configured by providing a through hole penetrating the optical waveguide core at a position parallel to the second line branch group and shifted by 1/4 of the second period from the reference point group. The optical waveguide element according to claim 3, wherein the optical waveguide element is characterized by the above. 前記カップリング部は、
空間光導入部と、
第１接続導波路及び第２接続導波路と、
結合部と
を備え、
前記空間光導入部は、前記空間光の直交する２つの円偏光成分の一方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、前記第１接続導波路を伝搬させ、及び、前記空間光の直交する２つの円偏光成分の他方を、０次モードのＴＥ偏波に変換して、前記第２接続導波路を伝搬させ、
前記結合部は、第１入力ポート及び第２入力ポート、並びに、第１出力ポート及び第２出力ポートを有する方向性結合器であり、
前記第１入力ポートが前記第１接続導波路に接続され、
前記第２入力ポートが前記第２接続導波路に接続され、
前記第１入力ポート及び前記第２入力ポートに入力された光の位相差が＋９０°の場合は、前記第１出力ポートから出力し、及び、
前記第１入力ポート及び前記第２入力ポートに入力された光の位相差が−９０°の場合は、前記第２出力ポートから出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子。 The coupling portion is
Spatial light introduction part and
The first connection waveguide and the second connection waveguide,
With a joint,
The space light introduction unit converts one of the two orthogonal circularly polarized components of the space light into TE polarization in the 0th-order mode, propagates the first connection waveguide, and of the space light. The other of the two orthogonal circularly polarized light components is converted into TE polarization in the 0th order mode and propagated through the second connection waveguide.
The coupling portion is a directional coupler having a first input port and a second input port, and a first output port and a second output port.
The first input port is connected to the first connection waveguide, and the first input port is connected to the first connection waveguide.
The second input port is connected to the second connection waveguide, and the second input port is connected to the second connection waveguide.
When the phase difference of the light input to the first input port and the second input port is + 90 °, the light is output from the first output port and is output from the first output port.
The optical waveguide element according to claim 1, wherein when the phase difference between the light input to the first input port and the second input port is −90 °, the light is output from the second output port.
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