JP3296711B2 - 集積光学導波管用サイド・ギャップ・モード・テーパリング - Google Patents
集積光学導波管用サイド・ギャップ・モード・テーパリングInfo
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Description
管、特に、サイド・ギャップ導波管テーパに関する。
献としてその開示の全体を記載した、本出願と同じ日に
出願された共有出願に関連する。上記の出願の名称は、
特許出願第08/402,266号(アダール7−7−
2)の「集積光学導波管用二次元分割モードテーパリン
グ」である。
路IC技術の応用面で非常に大きな発展をしてきた。シ
ステム設計者はより厳しい空間、電力および性能につい
ての要件に挑戦し、IC技術を使用する解決策にますま
す依存するようになった。通信システムの設計者達もそ
の例外ではなかった。彼らもまた、絶えずICを使用し
て自分達のシステム内の構成部品を次から次ぎに開発し
た。
ー通信技術および半導体レーザ・ダイオード技術も成熟
した。これらの技術間の自然な競合のほとんど直接のそ
して自然な結果として、集積光学技術が誕生した。共通
の基板の上に一つまたはそれ以上の光学的な導波構造物
の集積と定義することができる集積光学は、現在電力分
割装置、光学的スイッチ、光ファイバー送信機および光
ファイバー受信機のような多くの有益な装置を実現する
のに使用されている。集積光学装置は、遠隔通信、計器
装備、信号処理およびセンサのような技術分野の用途に
非常の適している。
ル導波管は、薄い、平らな、光学的に研磨した基板上に
形成される。集積光学装置に光を入力し、同装置から光
を出力させるには、光ファイバーをこの装置と突合わせ
接続する。しかし、光ファイバーとチップ上の導波管と
の間にはいくつもの相違点がある。すなわち、構造およ
び材料の組成が違っている。(すなわち、コアのサイズ
および屈折率のプロフィールが異なっている。)特に、
通常の導波管のコアの屈折率と被覆の相対的屈折率との
間の違いが、通常の光ファイバーの上記の屈折率より大
きいので、導波管の光学的フィールドは光ファイバーの
光学的フィールドより狭くなる。さらに、導波管のコア
の大きさは、光ファイバーのコアの大きさより小さい。
それ故、導波管を光ファイバーに接続するとき、結合損
失が生じる。このため、導波管のモードを光ファイバー
のモードに整合するための装置が必要である。その結
果、損失をあまり起こさずに光を導波管に接続するの
に、モード・テーパリングが使用されている。
てきた技術としては、導波管の寸法の変更がある。例え
ば、コッホ他IEEE Photonics Tech
nol. Lett.2:88−90(1990);マ
ハパトラおよびコナーズのOpt.Lett.13:1
69−171(1988);およびシャニ他のApp
l.Phys.Lett.55:2389−2391
(1989)を参照されたい。
は写真製版技術を使用して製造されるので、導波管の高
さおよび側面の寸法を同時に変更して集積光学装置をテ
ーパ状にするには複雑な製造工程を必要とする。
した第二の技術、すなわち、Electronics
Letters 28:1514−1516(199
2)掲載の「テーパ状のチャンネル導波管の分割による
二次元モードのテーパリン」は、二次元モードのテーパ
リングを行うのに分割導波管を導入している。IEEE
Journal of Lightwave Tech
nology 11:1831−1838(1993)
に掲載された「周期的に分割した導波管のモード」に記
載されているように、Z.ワイスマンおよびA.ハーデ
イが、周期的に分割された導波管のモード特性を分析し
ている。
された導波管は、導波管が一連のセグメントに分割され
るように、導波管に一連のギャップを形成することによ
り製造される。各セグメンは長さsのギャプ部分と長さ
tのコア部分を持っている。セグメントの周期Λはギャ
ップ部分sとコア部分の長さtの合計である。
導波管の製造方法を提案した。この方法は固定周期の分
割導波管テーパを使用している。この方法の場合、各セ
グメントの周期Λは固定していて、ギャップの長さsは
テーパの全長に沿って次第に増大している。
波の発生という点でも興味のあるものであった。(ビル
レイン他のAppl.Phys.Lett.56:17
25−1727(1990);リーおよびバークのOp
t.Lett.17:1195−1197(1992)
分割導波管の一つの部分が驚異的な高い導波特性と低い
放射損失を持っていることが実験により発見された。
(ビルレイン他のAppl.Phys.Lett.5
6:1725−1727(1990)上記の驚異的な低
損失の実験結果は、その後、リー他の平面波モデルに基
づいて理論的に解明された。(リーおよびバークのOp
t.Lett.17:1195−1197(1992)
この研究の結論は、電磁場は分割周期上に導波特性を平
均することによって描くことができるというものであっ
た。
途に使用されるテーパ状の導波管に関するものである。
テーパ状の導波管(テーパ)は、効率よく低損失の結合
を行うために、光ファイバーのモードと導波管のモード
とを整合させるためのものである。本発明の場合は、二
つの技術の両方がテーパ状の導波管を製造するのに使用
されている。
イズを延長させるために複数のセグメントが設けられて
いる分割テーパである。各セグメントは、ギャップ部分
とコア部分とからなっている。第一の技術によれば、ギ
ャップの長さは各セグメントに対して実質的に固定され
ている。モードを延長するために、コア部分の長さは、
テーパの導波管の端部からテーパの光ファイバーの端部
に行くに従って次第に減少している。このテーパは固定
ギャップ・テーパと呼ばれる。
面のギャップはテーパ内のモードの大きさを増大するた
めに設けられる。このタイプのテーパは、サイド・ギャ
ップ・テーパと呼ばれる。固定ギャップ・テーパとは違
って、サイド・ギャップは、テーパのコアの一方の側面
から他方の側面までの全長にわたって延びていない。サ
イド・ギャップは、コアの内部に向かって部分的に延
び、コア材の一つの部分を形成している。モードを延長
するために、サイド・ギャップの深さは導波管の端部か
らテーパの光ファイバーの端部に向かって次第に増大し
ている。テーパの幅全体を導波管の端部から光ファイバ
ーの端部に向かって次第に増大することもできる。
較すると漏れ損失が非常に少なくなっていることであ
る。さらに、ギャップ材の量が最も少なく、テーパの全
長が最も短くなっているので、洩れ損失を減らすことが
できる。
点は、より制御のきいた、よりスムーズなモードの延長
が行えるということである。現在の製造上の制限のため
に、実際に製造できるギャップの長さは、製造技術によ
り異なるが約1.0−2.0ミクロン(μm)である。
例えば、固定周期分割導波管の場合には、この結果、導
波管のセグメントのモードのサイズの増加がスムーズで
なくなる。すなわち、段階的に増加することになる。そ
の結果、非断熱的遷移が起こり、光エネルギーの損失を
生じる。しかし、コアの一部分だけを延びているサイド
・ギャップを使用することにより、この欠点を除去する
ことができる。何故なら、モード・サイズはギャップ材
の関数として増大するからである。サイド・ギャップは
コアの一部にしか形成されていないので、ギャップ材の
量はこの追加寸法、すなわち、長さプラス深さにより制
御することができる。それ故、モード・サイズのスムー
ズでない、すなわち、段階状の増加は、ギャップの深さ
を制御することにより、(すなわち、ギャップのコア内
への深さを制御することにより)避けることができる。
本発明の他の特徴および利点および本発明の種々の実施
例の構造および動作については、添付の図面を参照しな
がら以下に詳細に説明する。
元のテーパ状の導波管を設置する新規な方法に関するも
のである。本発明の二つの技術について説明するが、各
々の技術はいくつかの実施例を持っている。第一の技術
は上記のものに類似している分割導波管を使用している
が、少なくとも一つの重要な相違点がある。本発明の第
一の技術は、固定ギャップ可変周期分割導波管を使用し
ている。
においては実際にはセグメントに分割されていない。第
二の技術の場合、ギャップが導入されているが、ギャッ
プは導波管の幅全体にわたって延びていない。サイド・
ギャップと呼ばれるギャップは、導波管の側面に設けら
れ、その間にコア部分を形成している。サイド・ギャッ
プは被覆材で充填されている。各サイド・ギャップの深
さは、テーパの全長に沿って増大している。導波管に隣
接しているテーパの第一の端部におけるノッチの深さ
は、比較的浅い。一方、コアの光ファイバー端部におけ
るサイド・ギャップの深さは深い。サイド・ギャップの
深さは、テーパに沿って、導波管の端部から光ファイバ
ーの端部に向かって、テーパ沿いのそれぞれの位置の関
数として増大する。(すなわち、次第にまたは段階的に
増大する。)
下に詳細に説明する。この明細書の第2節においては、
固定ギャップ分割方法を説明し、その結果と他の分割方
法とを比較する。第3節においては、サイド・ギャップ
・テーパ法について説明する。
は光の進行方向および導波管の縦軸方向の寸法を意味
し、「幅」という用語は、光の進行方向に直角な方向お
よび半導体およびガラスの層に平行な方向の寸法を意味
する。
いても説明する。導波管に内蔵または接続しているテー
パも本発明の範囲に含まれる。
固定周期分割テーパ100を示す。固定周期分割テーパ
は導波管104と複数のセグメント108からなる。光
ファイバー(図示してない)は、光ファイバーの接合部
分114のところで導波管104に接続している。各セ
グメント108は、ギャップ部分と導波管材のコア部分
とからなっている。各セグメント108の周期Λは、そ
のセグメント108のギャップの長さsプラスコア部分
の長さt、すなわち、(Λ=s+t)である。
はテーパ100の全長に対して光が伝わる方向に沿って
一定、すなわち、固定している。しかし、光の伝わる方
向沿いのコアと被覆の間の有効または平均屈折率の違い
を調整するために、各セグメント108のギャップの長
さsを変化させる。すなわち、光が導波管に沿って光フ
ァイバー内を伝わると、ギャップ材の長さが長くなって
いる部分に遭遇する。その結果、コアと被覆の間の有効
屈折率の違いが小さくなり、モードの長さが延長するこ
とになる。逆に、光が光ファイバーから導波管の方に伝
わると、ギャップ材の長さが短くなっている部分に遭遇
する(s)。その結果、有効屈折率の違いは増大し、モ
ードの長さはもっと短くなる。
案した分割テーパを使用している。しかし、ワイスマン
およびハーデイは、上記のテーパのRb:KTiOPO
4 導波管への適用については論じている。例えば、シリ
コン上にシリカを塗布する技術による分割テーパを使用
した場合、本発明の発明者達は、ワイスマンおよびハー
デイが指摘したように固定周期(固定Λ)分割テーパ
(すなわち、ギャップの長さが光の伝わる方向に沿って
次第に増大するテーパ)を使用すると、基板内に向かっ
て洩れ損失が起こることを発見した。この損失は、主と
して、シリコン上にシリカを塗布する技術のようなある
種の材料を使用している導波管を使用した場合、この材
料の特性によって生じる。
した導波管は、しばしば二酸化シリコンを被覆材および
ドーピングした二酸化シリコンをコア材として使用して
いる。名前から分かるように、導波管はシリコン基板上
に製造される。使用するギャップ材も同様に二酸化シリ
コンである。しかし、二酸化シリコンは、約1.45の
屈折率を持ち、シリコン基板の屈折率は3.5である。
これらの材料の相対的な屈折率により、全内部屈折を行
うことはできない。ギャップの長さsが増大するにつれ
て、モードのサイズが延長し、モード・フィールドの尾
部の一部は基板の中に消失する。その結果、損失が増大
する。
管テーパを使用したときの基板の漏洩問題を解決するた
めに、本発明は改良分割テーパを開発した。この改良テ
ーパは、固定ギャップ長のテーパ状導波管である。固定
のギャップ長を使用することにより、基板内への光の損
失を減らすことができる。
テーパ200を示す。固定ギャップ長テーパ200の場
合、後続の各セグメントのギャップ長は実質的に同じで
ある。テーパ沿いのコアと被覆との間の有効屈折率の差
を少なくするために、連続している各セグメントのコア
部分の長さtは次第に短くなり、それに応じて、Λ,Λ
I、ΛII、ΛIII、ΛIVおよびΛVによって示すように、
周期も短くなる。ギャップの長さsが一定のままである
ので、以下に説明するように、各セグメントからの洩れ
損失は最低のレベルになる。
この節では、固定ギャップ・テーパ200および固定周
期テーパ100の洩れ損失および挿入損失を説明し比較
する。挿入損失は、光が入力光ファイバーから出力光フ
ァイバーまでに伝わる間の信号の全損失であると定義さ
れ、洩れ損失を含む。挿入損失も、モードの不整合によ
り光ファイバーと導波管との接合部114で起こる。す
でに説明したように、洩れ損失は主として導波管から基
板への光の散乱により起こる光の損失である。
内での挿入損失および洩れ損失の起こる場所を示す。図
3に示すとおり、導波管104はガラスまたはシリカの
ような層304内に形成され、光ファイバーは導波管の
どちらかの端部の光ファイバーと導波管との接合部11
4に接続される。好適な実施例の場合、光ファイバーの
端部は分割され、研磨され、導波管104に突合わせ接
続される。(固定周期テーパ100、固定ギャップ・テ
ーパ200またはサイド・ギャップ・テーパ802を含
むことができる)全体を312で示したテーパは、導波
管104のモードを光ファイバー308のモードに整合
するために、導波管104のどちらかの端部で使用され
る。上記のパッケージの場合には、洩れ損失はテーパ3
12のコアから基板への光の散乱によって生ずる。
下の説明のために、図4および図5に示した結果は洩れ
損失がないと仮定した場合のものであることに注意して
ほしい。さらに、導波管材料の損失は無視していいとの
仮定した場合の結果であることにも注意してほしい。
s/(s+t)(横座標)の関数としての、固定周期テ
ーパ100の挿入損失(縦軸)を示す。図4に示す結果
は、理論的なもので、波長λ1.32ミクロンおよび標
準5−D光ファイバー(dは最高8ミクロン、△nは
0.39%)を使用して、発明者が行った研究によるも
のである。コアは5x5ミクロンで、インデックス比△
nは0.62%である。使用した最初のギャップは0.
5ミクロンである。最初のギャップはテーパの導波管の
端部の一番目のギャップである。連続している各ギャッ
プがテーパの全長に沿って(導波管の端部から光ファイ
バーの端部に向かって)増大する長さであるギャップの
増分は0.25ミクロンである。
失を起こす20ミクロン固定周期テーパ100の場合に
は、最低挿入損失は約0.2dBである。この最低挿入
損失は、最終s/(s+t)比が約0.4である場合に
起こる。20ミクロン固定周期テーパ100の場合に
は、最適の最終ギャップ長s=8ミクロンということに
なる。
ギャップテーパ200の挿入損失を示す。すでに説明し
たように、固定ギャップ・テーパ200内においては、
ギャップ長sは、固定ギャップ・テーパ200内の連続
しているギャップにおいて一定に維持されている。図5
に希釈因子(横軸)と呼ばれる特性の関数としての挿入
損失(縦軸)を示す。希釈因子は各セグメントの周期に
対するギャップ長(s)の比の尺度である。ギャップ長
sが一定であり、周期(s+t)が光ファイバー308
の方向において、テーパの全長に沿って減少するので、
希釈因子は、テーパの長さが増大するにつれて増大す
る。
1.32ミクロン、標準5−Dの光ファイバーを使用し
た場合を仮定した場合のものである。コアは5x5ミク
ロンでインデックス比△nは0.62%である。しか
し、ギャップは固定ギャップ長でs=2ミクロン、最初
のコア部分(テーパの導波管端部における一番最初のコ
ア部分)の長さt0 =10ミクロンである。2ミクロン
のギャップ長を選んだのは、現在の製造工程により容易
に作ることができるからであり、他のギャップ長も選ぶ
ことができる。図5に示す各曲線は、あるセグメントか
ら次のセグメントまでのコア部分の種々の長さtを示
す。例えば、△t=2ミクロンは、連続している各コア
部分が2ミクロンずつ減少していくことを示す。同様
に、△t=0.25ミクロンの場合の固定ギャップ・テ
ーパ200のある実施例の場合には、連続している各コ
ア部分の長さは0.25ミクロンずつ減少する。△t=
0.25ミクロンの曲線が最適曲線である。
ンの実施例の場合には、最低の挿入損失は希釈因子が約
0.5の場合に起こる。希釈因子が0.5、固定ギャッ
プ長s=2ミクロンである上記の実施例の場合には、コ
ア部分の長さは2ミクロンである。△t=0.25ミク
ロンである実施例の場合には、最低挿入損失は約0.2
dBであることに注意してほしい。この数値が、図4に
示す固定周期(20ミクロン)テーパ100を使用した
場合に達成することができる同じ最低挿入損失である。
00の洩れ損失特性は、導波管104から光ファイバー
308の方向におけるギャップ長が増大するので、一般
的にいって望ましいものではない。洩れ損失に影響を与
えるもう一つ因子は、テーパ長である。この因子は固定
周期テーパ100の場合も、固定ギャップ200の場合
も注目すべきものである。なぜテーパ長が洩れ損失に関
連する因子であるのかという理由は簡単である。モー
ド.サイズが増大する結果、延長したモード・フィール
ドの尾部が基板内に延び、エネルギーの損失が起こるか
らである。その結果、テーパの全長が増大する場合に
は、洩れ損失は固定周期テーパ100にとってさらに重
大な問題になる恐れがある。固定周期テーパ100およ
び固定ギャップ・テーパ200の洩れ損失特性を今から
説明し比較する。
0(図6A)および固定ギャップ・テーパ200(図6
B)のモード・サイズ拡張のコンセプトを示す。固定周
期テーパの全長はlFP、固定ギャップ・テーパの全長は
lFGである。挿入損失が最も少ない、各テーパの最適の
全長は、図7に「最適G/P」という表示がついている
矢印によって表される最終ギャップ/周期比の場合で、
図7に「最適DF」という矢印によって示される希釈因
子の場合である。最適の全長にさらに追加の長さ640
がを加わっているのは製作上の誤差である。それ故、図
4に示すように、周期=20ミクロンの固定周期テーパ
100の実施例の場合、最適の全長はs/(s+t)=
約0.4である場合である。同様に、図5に示したよう
に、△t=0.25である固定ギャップ・テーパ200
の実施例の場合、最適の全長は希釈因子が約0.5の場
合である。挿入損失が最も少ない最適全長は図7により
決定することができる。それを以下に説明する。
・テーパ200の最適全長(lFPおよびlFG)の比較
を、比較可能な挿入損失点で行った。周期=20ミクロ
ンの固定周期テーパ100の実施例の場合、最適な全長
はs/(s+t)が約0.4に等しく、挿入損失が最低
の約0.2dBの場合である。図7に固定周期テーパの
テーパ長対挿入損失を示すが、これは約575ミクロン
のテーパ長lFPに相当する。
ロン、△t=0.25ミクロンそして固定ギャップ長s
=2ミクロンである実施例中の固定ギャップ・テーパ2
00の場合には、テーパ長lFGが約260ミクロンであ
る場合に、挿入損失が最も少なくなる。図7にそれを示
す。
固定ギャップ・テーパの最適の全長lは固定周期テーパ
100の場合と比べるとかなり短くなる。(例えば、図
7に示すように、lFG<1/2lFPとなる。)その結果、
(図4および5に示すように)類似の挿入損失特性の場
合には、洩れ損失は本発明の固定ギャップ・テーパ20
0の洩れ損失より少なくなる。
したように、導波管の第二の実施例は、導波管に組み込
むためのまたは接続するための(図8に全体を890で
示した)第一の端部と、光ファイバーに接続するための
(図8に全体を892で示した)第二の端部を持ってい
る。しかし、図8に示す本発明のこの実施例の内部にお
いては、ギャップはコア808の幅全体wを横切ってい
ない。すなわち、ギャップはコア808の一方の一番外
側の側面810から他方の一番外側の側面812まで延
びていない。本発明のこの実施例の場合には、サイド・
ギャップ804はコア808の一番外側の側面(810
および812)の中に溝を作り、その溝は被覆材充填さ
れている。この実施例の場合、サイド・ギャップ804
の深さdは第一の端部890から第二の端部892まで
の距離の間でいろいろに変化する。
端部890から第二の端部892までのテーパ802の
実質的に全長にわたって、一番外側の側面810および
812内に形成され、光が伝わる方向に垂直な方向にコ
ア808を通って延びている。サイド・ギャップ804
はその間にコア・セグメント805を形成する。サイド
・ギャップ・テーパ802の第二の端部892におい
て、サイド・ギャップ804は、第一の端部890のと
ころの深さよりより深いところまでコア808内に食い
込んでいる。特に、サイド・ギャップ804の深さd
は、サイド・ギャップ・テーパ802の第一の端部89
0から第二の端部892に向かって次第に増大してい
る。さらに、コア808の一番外側の側面810および
812は、コア808の幅全体が第二の端部892の方
に行くに従って増大するように、斜めになっている。
で断熱的に拡張できる。さらに、導波管の光学モードと
光ファイバーの光学モードとの整合をさらに容易にする
ために、テーパ802のコア808の(一番外側の側面
810と812との間の)全幅を、(モードの幅が最大
である場合には)第一の端部890からテーパ802の
第二の端部892までの間で変えることができる。同様
に、全幅を変えることにより、テーパ802の第二の端
部892の幅を、接続される特定の光ファイバーの直径
に対応するように(少なくとも一つの寸法を)変更する
ことができる。特に、この実施例の場合には、導波管と
光ファイバーとの間のデルタ(△)を整合するばかりで
なく、導波管および光ファイバーの幾何学的形状も整合
する。(導波管および光ファイバーのデルタは、コアお
よび被覆の間の屈折率の僅かな違いと定義される。)そ
の結果、両者の間の接続は改善され、損失が減少する。
さらに、この実施例の場合には、図9を参照しながら以
下に説明するように、後方反射を減少させるためにサイ
ド・ギャップ804に角度をつけたり、傾斜させること
もできる。
の場合、希釈因子は下記の式で表される。
深さ、sはサイド・ギャップの(光の伝わる方向の)長
さ、tはコア部分の長さ、そしてfはテーパ802の中
央部の光学フィールドの強さに対するサイド・ギャップ
804内の光学フィールドの強さによって決まる加重因
子である。それ故、サイド・ギャップ804の深さdは
希釈因子DFの制御の際の追加の自由度となる。光の伝
わる方向に(または第一の端部890から第二の端部8
92に向かって)テーパ802に沿って深さdを徐々に
深くしていくと、短いサイド・ギャップの長さsが無く
ても、希釈因子DFが次第に変化する。ここでもまた、
この方法により、導かれた光学モードの低損失、非断熱
拡張が行われる。
ーの光学モードの正確な整合は、導波管および光ファイ
バーのデルタとコア・サイズの両方(もっと正確にいう
と、屈折率のプロフィール)が整合した場合だけ行われ
る。それ故、テーパ802の場合、ある実施例の場合に
は、サイド・ギャップ・テーパ802の全幅もまた光フ
ァイバーのコアの直径とほぼ等しいか、またはそれより
大きい第二の端部892の大きさまで次第に大きくな
る。テーパ802のコア808のサイズを次第に大きく
することにより、結合損失は更に減少する。なぜならテ
ーパ802と光ファイバーの間の光学モードの整合が改
善するからである。その全長にわたってテーパ802の
コア・サイズを増大することによって、基板中に延びて
いる光学フィールドの尾部は小さくなり、基板の洩れ損
失も減少する。最後に、テーパ802の結合効率も、サ
イド・ギャップ・モードの寸法における製造誤差からも
っと影響を受けにくくなる。なぜなら、テーパ802の
コア808の幅が大きくなっているので、結合効率の希
釈比への依存度が少なくなっているからである。
やすくするためだけのものである。例えば、テーパ80
2のある実施例の場合、第一の端部890の幅は5ミク
ロンであり、次第に広がって第二の端部892において
は8ミクロンになっている。テーパ802の長さは約8
00ミクロンである。サイド・ギャップの長さsは、約
4ミクロンである。サイド・ギャップ・モードの深さd
は、第一の端部890のところでは0で、そこから次第
に増大して第二の端部892では3ミクロンになってい
る。分割の周期は約12ミクロンである。
ド・ギャップ804との間のインターフェースは、導か
れた光の波を反射する。各インターフェースでの反射の
大きさは、約(Δ/n)2 −10-5であり、シリカの反
射の大きさ(n=1.45)と比較すると、テーパの挿
入損失に影響を与えるには小さすぎる。しかし、このよ
うな僅かの反射でも、低い反射減衰量(例えば、後方反
射)を必要とする用途の場合には無視できない場合があ
る。従って、図9に示すような本発明の実施例が使用さ
れる。
サイド・ギャップ904とコア部分905からなるコア
908を持っている。特に、サイド・ギャップ904と
コア部分905との間のインターフェースは、後方反射
を減らすために、(ここではランダムに)傾斜してい
て、無周期である。サイド・ギャップ904は、サイド
・ギャップ904とコア部分905の間のインターフェ
ースが、光の進行方向に対して(図8の90度ではな
く)通常75度となっている。サイド・ギャップ904
とコア部分905との間のインターフェースは、コヒー
レントな反射をさけるためにサイド・ギャップ・テーパ
902に沿った無周期な場所に置かれている。図8に場
合と違って、図9のアスペクト比は1:1になってい
る。テーパ902のこの部分には図示していないが、サ
イド・ギャップ904の深さdは本発明に従って変える
ことができる。
本発明のテーパ802および902の別の実施例の例を
示す。特に、図10はサイド・ギャップ1004および
コア部分1005を持っているテーパ1002のコア1
008の幅wの段階状の増大を示す。図11は三角形の
テーパ1102の一部内のサイド・ギャップ1104の
別の実施例を示す。図12はテーパ1202の一部内の
サイド・ギャップ1204の別の実施例を示す。図13
はテーパ1302の一部内のサイド・ギャップ1304
の実施例を示す。しかし、これらの実施例は図解のため
だけのものであって、テーパ内のサイド・ギャップ設置
場所、角度、サイズおよび配置を組織的およびランダム
に変更したものも本発明の範囲に含まれる。当業者にと
って明らかなように、他の実施例も同様に実行すること
ができる。例えば、無制限に、後続の各サイド・ギャッ
プが前のギャップより少し深くコア内に延びているよう
な実施例を考えてみよう。この実施例は後続の各ギャッ
プが基板内に若干深く延びていて、および/またはコア
内に若干深く延びている実施例を包含するように延長す
ることができる。
適するように、種々の実施例内でおよび種々の修正を行
って最もよく使用することができるように、また本発明
の原理および実際の用途が最もよく理解できるように好
適な実施例を選び説明してきた。本発明の範囲は添付の
特許請求の範囲で述べる。
に類似している素子を示す。さらに、参照番号の一番左
の数字は、その参照番号が最初に使用された図面を示
す。寸法または寸法上の特徴が図示してある図面におい
ては、図示の素子は必ずしも正確に縮尺したものではな
いことに注意してほしい。。
である。
パに接続されている集積導波管を示す図である。
としての挿入損失を示す図である。
挿入損失を示す図である。
のテーパの長さをそれぞれ示す図である。
のテーパの長さをそれぞれ示す図である。
テーパの長さの関数としての挿入損失を示す図である。
る。
実施例の拡大図を示す図である。
施例を示す図である。
他の実施例を示す図である。
他の実施例を示す図である。
他の実施例を示す図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 導波管テーパであって、 第1の端部と、光ファイバに結合される第2の端部と、
第1の側面と、第2の側面とを有するコア、および該コ
アの該第1および第2の側面にそって該第1の端部から
該第2の端部までの間に配置される複数のサイド・ギャ
ップを含み、 該サイド・ギャップの各々は該第1の端部から該第2の
端部に向かって次第に増大する深さを有しており、該サ
イド・ギャップは、該コア中に部分的にだけ延びている
ことを特徴とする導波管テーパ。 - 【請求項2】 前記第一の側面と前記第二の側面とが前
記第一の端部から前記第二の端部にかけて前記コアの最
大幅を形成し、前記最大幅が前記第一の端部から前記第
二の端部の方向に向かって増大している請求項1に記載
の導波管テーパ。 - 【請求項3】 前記コアの前記第一の端部のところの前
記最大幅が、導波管の幅に対応し、前記コアの前記第二
の端部の前記最大幅が光ファイバーの幅に対応する請求
項2に記載の導波管テーパ。 - 【請求項4】 前記コアの前記最大幅が前記第一および
第二の側面に沿ってステップを形成し、該ステップが前
記第一の端部から前記第二の端部へ向かって次第に上昇
している請求項2に記載の導波管テーパ。 - 【請求項5】 前記コアの全長に沿う一方向の光伝播を
さらに含み、前記サイド・ギャップが前記光伝播の一方
向に実質的に垂直に配置されている請求項1に記載の導
波管テーパ。 - 【請求項6】 前記コアの全長に沿う一方向の光殿播を
さらに含み、前記サイド・ギャップが前記光伝播の一方
向に実質的に垂直でない方向に配置されている請求項1
に記載の導波管テーパ。 - 【請求項7】 前記サイド・ギャップが前記光伝播の一
方向に沿ってランダムに配置されている請求項6に記載
の導波管テーパ。 - 【請求項8】 前記コアの全長に沿って光の進行方向を
さらに含み、上記のサイド・ギャップが少なくとも第一
および第二のサイド・ギャップからなり、前記第一のサ
イド・ギャップが前記光伝播の一方向に対して第一の角
度で配置され、前記第二のサイド・ギャップが前記第一
の角度とは異なる第二の角度で前記光伝播の一方向に対
して配置されている請求項1に記載の導波管テーパ。 - 【請求項9】 前記第一の端部が導波管と一体になって
いる請求項1に記載の導波管テーパ。 - 【請求項10】 前記第一の端部が導波管と接続してい
る請求項1に記載の導波管テーパ。
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