JPH0560929A - 交差形光導波路 - Google Patents
交差形光導波路Info
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- JPH0560929A JPH0560929A JP22185491A JP22185491A JPH0560929A JP H0560929 A JPH0560929 A JP H0560929A JP 22185491 A JP22185491 A JP 22185491A JP 22185491 A JP22185491 A JP 22185491A JP H0560929 A JPH0560929 A JP H0560929A
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- Japan
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- optical waveguide
- intersection
- width
- waveguide
- waveguides
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- 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
- G02B2006/12133—Functions
- G02B2006/1215—Splitter
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- 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
- G02B2006/12166—Manufacturing methods
- G02B2006/12195—Tapering
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 交差形光導波路の交差部における光結合損失
を低減する。 【構成】 交差形光導波路において、交差部１４の光導
波路の幅を交差部１４以外の入出力用光導波路１１，１
２より小さくして該交差部１４におけるスポットサイズ
をこれ以外の光導波路１１，１２のスポットサイズより
大きくする。
を低減する。 【構成】 交差形光導波路において、交差部１４の光導
波路の幅を交差部１４以外の入出力用光導波路１１，１
２より小さくして該交差部１４におけるスポットサイズ
をこれ以外の光導波路１１，１２のスポットサイズより
大きくする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、小形にして低損失な交
差形光導波路に関する。
差形光導波路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５に従来の交差形光導波路の構造例を
示す。図中、１は入力用光導波路、２は出力用光導波
路、３は入出力用光導波路１，２と交差する光導波路
（ここでは外部光導波路という）、４は入出力用光導波
路１，２と外部光導波路３との交差部、５は基板であ
る。このような交差形光導波路において、光は入力用光
導波路１から入射し、出力用光導波路２から出射され
る。このとき、外部光導波路３と入出力用光導波路１，
２とが交差する交差部４においては、導波光は交差部４
をギャップとみなして伝搬する。入力用光導波路１と出
力用光導波路２を伝搬する光のスポットサイズをｗ、交
差部におけるギャップ幅をＤとすると、入力用光導波路
１から出力用光導波路２へ結合する結合効率ηは、 η＝４／（４＋（λＤ／πｗ2 ）2 ） （１） と表される。なお、λは光導波路内での光の波長であ
り、例えば、光導波路の等価屈折率ｎeff を3 . 3 、真
空中における使用波長λ0 を1.5 ５μｍとすれば波路内
での波長λは、λ0 ／ｎeff 、すなわち0.４ 7μｍとな
る。
示す。図中、１は入力用光導波路、２は出力用光導波
路、３は入出力用光導波路１，２と交差する光導波路
（ここでは外部光導波路という）、４は入出力用光導波
路１，２と外部光導波路３との交差部、５は基板であ
る。このような交差形光導波路において、光は入力用光
導波路１から入射し、出力用光導波路２から出射され
る。このとき、外部光導波路３と入出力用光導波路１，
２とが交差する交差部４においては、導波光は交差部４
をギャップとみなして伝搬する。入力用光導波路１と出
力用光導波路２を伝搬する光のスポットサイズをｗ、交
差部におけるギャップ幅をＤとすると、入力用光導波路
１から出力用光導波路２へ結合する結合効率ηは、 η＝４／（４＋（λＤ／πｗ2 ）2 ） （１） と表される。なお、λは光導波路内での光の波長であ
り、例えば、光導波路の等価屈折率ｎeff を3 . 3 、真
空中における使用波長λ0 を1.5 ５μｍとすれば波路内
での波長λは、λ0 ／ｎeff 、すなわち0.４ 7μｍとな
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の交差形
光導波路では、入出力用光導波路１，２と外部光導波路
３とは共に等しく且つ直角に交っているため、式（１）
におけるギャップ幅Ｄは導波路幅ｗ0 程度である。そし
て、導波路幅は２μｍ程度であるので、このギャップ
（交差部４）における２本の光導波路の結合損失は0. 1
dB程度と比較的大きいという問題がある。また、実際の
交差形光導波路では、製作時におけるレジストのパター
ンなまり等のために、２本の光導波路の交差部になまり
が生じ、図６に示すような交差部４Ａとなる。この場合
では、光が入力用光導波路１から出力用光導波路へ伝搬
する場合の交差部４ＡのギャップＤ0 は図５の場合と比
較して大きくなり問題となる。光導波路のスポットサイ
ズｗを１μｍ、レジストのパターンなまりのため生じた
交差部４ＡにおけるギャップＤ0 を３μｍと仮定する
と、入力用光導波路１から出力用光導波路２への結合損
失は、0.２３dBとさらに大きくなる。そして、光スイッ
チのように交差部４Ａが多くなると、この交差部４Ａに
おける光結合損失も加算され無視できない程に大きくな
ってしまう。
光導波路では、入出力用光導波路１，２と外部光導波路
３とは共に等しく且つ直角に交っているため、式（１）
におけるギャップ幅Ｄは導波路幅ｗ0 程度である。そし
て、導波路幅は２μｍ程度であるので、このギャップ
（交差部４）における２本の光導波路の結合損失は0. 1
dB程度と比較的大きいという問題がある。また、実際の
交差形光導波路では、製作時におけるレジストのパター
ンなまり等のために、２本の光導波路の交差部になまり
が生じ、図６に示すような交差部４Ａとなる。この場合
では、光が入力用光導波路１から出力用光導波路へ伝搬
する場合の交差部４ＡのギャップＤ0 は図５の場合と比
較して大きくなり問題となる。光導波路のスポットサイ
ズｗを１μｍ、レジストのパターンなまりのため生じた
交差部４ＡにおけるギャップＤ0 を３μｍと仮定する
と、入力用光導波路１から出力用光導波路２への結合損
失は、0.２３dBとさらに大きくなる。そして、光スイッ
チのように交差部４Ａが多くなると、この交差部４Ａに
おける光結合損失も加算され無視できない程に大きくな
ってしまう。
【０００４】本発明はこのような事情に鑑み、交差部に
おける光結合損失を低減した小形で低損失な交差形光導
波路を提供することを目的とする。
おける光結合損失を低減した小形で低損失な交差形光導
波路を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る交差形光導波路は、２本以上の光導波路が同一
面内で交差する交差形光導波路において、交差部の光導
波路の幅若しくは厚み又はその両方を該交差部以外の光
導波路の値より小さくして該交差部のスポットサイズを
該交差部以外の光導波路のスポットサイズより大きくし
たことを特徴とする。
明に係る交差形光導波路は、２本以上の光導波路が同一
面内で交差する交差形光導波路において、交差部の光導
波路の幅若しくは厚み又はその両方を該交差部以外の光
導波路の値より小さくして該交差部のスポットサイズを
該交差部以外の光導波路のスポットサイズより大きくし
たことを特徴とする。
【０００６】
【作用】前記構成の交差形光導波路では、交差部の幅や
厚みが他より小さいので導波光のスポットサイズが交差
部以外の導波光のスポットサイズより大きくなり、交差
部における結合損失が小さくなる。
厚みが他より小さいので導波光のスポットサイズが交差
部以外の導波光のスポットサイズより大きくなり、交差
部における結合損失が小さくなる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【０００８】図１は一実施例に係る交差形光導波路の構
成図であり、図中、１１は入力用光導波路、１２は出力
用光導波路、１３は入出力用光導波路１１，１２と交差
する外部光導波路、１４は入出力用光導波路１１，１２
と外部光導波路１３との交差部、１５は基板を示す。本
実施例では、交差部１４の幅を該交差部１４以外の導波
路幅Ｗ0 より小さくしてあり、従って、交差部１４に接
続する各光導波路１１，１２，１３の交差部１４側は、
導波路幅が交差部１４に向って漸小するテーパ部１１
ａ，１２ａ，１３ａとなっている。したがって、交差部
１４のギャップＤ1 はかなり小さくなっている。そし
て、図１の交差形光導波路を実際に製造する場合の、レ
ジストのパターンのなまり等を考慮した状態を図２に示
す。この場合、各光導波路１１，１２，１３のテーパ部
１１ａ，１２ａ，１３ａの導波路幅はＷ0 からＷ′に変
化するように設定されており、実際の交差部１４Ａの導
波路幅はＷ、ギャップはＤ′となったとすると、これら
導波路幅Ｗ′、ギャップＤ′は従来（図６）の導波路幅
Ｗ0 及びギャップＤ0 より小さくなる。
成図であり、図中、１１は入力用光導波路、１２は出力
用光導波路、１３は入出力用光導波路１１，１２と交差
する外部光導波路、１４は入出力用光導波路１１，１２
と外部光導波路１３との交差部、１５は基板を示す。本
実施例では、交差部１４の幅を該交差部１４以外の導波
路幅Ｗ0 より小さくしてあり、従って、交差部１４に接
続する各光導波路１１，１２，１３の交差部１４側は、
導波路幅が交差部１４に向って漸小するテーパ部１１
ａ，１２ａ，１３ａとなっている。したがって、交差部
１４のギャップＤ1 はかなり小さくなっている。そし
て、図１の交差形光導波路を実際に製造する場合の、レ
ジストのパターンのなまり等を考慮した状態を図２に示
す。この場合、各光導波路１１，１２，１３のテーパ部
１１ａ，１２ａ，１３ａの導波路幅はＷ0 からＷ′に変
化するように設定されており、実際の交差部１４Ａの導
波路幅はＷ、ギャップはＤ′となったとすると、これら
導波路幅Ｗ′、ギャップＤ′は従来（図６）の導波路幅
Ｗ0 及びギャップＤ0 より小さくなる。
【０００９】図３は導波路幅Ｗとスポットサイズｗとの
関係を示している。同図から、交差部１４Ａの導波路幅
Ｗ′を交差部以外の導波路幅Ｗ0 より小さくすることに
より、スポットサイズがｗ0 からｗ′へ大きくできるこ
とがわかる。図４は、様々なスポットサイズにおける交
差部のギャップＤと結合損失との関係を示す。同図か
ら、交差部のギャップＤが小さい程、また、スポットサ
イズｗが大きい程、入力用光導波路と出力用光導波路と
の結合損失が小さくなることがわかる。
関係を示している。同図から、交差部１４Ａの導波路幅
Ｗ′を交差部以外の導波路幅Ｗ0 より小さくすることに
より、スポットサイズがｗ0 からｗ′へ大きくできるこ
とがわかる。図４は、様々なスポットサイズにおける交
差部のギャップＤと結合損失との関係を示す。同図か
ら、交差部のギャップＤが小さい程、また、スポットサ
イズｗが大きい程、入力用光導波路と出力用光導波路と
の結合損失が小さくなることがわかる。
【００１０】したがって、交差部１４Ａの導波路幅を
Ｗ′と小さくしてギャップをＤ′と小さくした上記実施
例の交差形光導波路では、２本の光導波路１１，１２間
の結合損失を低減することができる。
Ｗ′と小さくしてギャップをＤ′と小さくした上記実施
例の交差形光導波路では、２本の光導波路１１，１２間
の結合損失を低減することができる。
【００１１】以上の実施例では、交差部の光導波路幅Ｗ
を小さくする場合について説明したが、交差部の光導波
路の厚み又は幅及び厚みを小さくしても交差部の導波光
のスポットサイズを大きくでき、入力用光導波路と出力
用光導波路との結合損失を低減することができる。
を小さくする場合について説明したが、交差部の光導波
路の厚み又は幅及び厚みを小さくしても交差部の導波光
のスポットサイズを大きくでき、入力用光導波路と出力
用光導波路との結合損失を低減することができる。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、交差部
付近の光導波路の幅若しくは厚み又はその両方を交差部
付近以外の光導波路よりも小さくすることによって、ス
ポットサイズを大きくし、かつ交差部のギャップＤを小
さくしているので、低損失な交差形光導波路を形成でき
るという効果を奏する。
付近の光導波路の幅若しくは厚み又はその両方を交差部
付近以外の光導波路よりも小さくすることによって、ス
ポットサイズを大きくし、かつ交差部のギャップＤを小
さくしているので、低損失な交差形光導波路を形成でき
るという効果を奏する。
【図１】一実施例に係る交差形光導波路の構成図であ
る。
る。
【図２】一実施例の現実の交差形光導波路を示す説明図
である。
である。
【図３】導波路幅Ｗとスポットサイズｗとの関係を示す
図である。
図である。
【図４】様々なスポットサイズにおける交差部のギャッ
プ幅Ｄと結合効率ηとの関係を示す図である。
プ幅Ｄと結合効率ηとの関係を示す図である。
【図５】従来技術に係る交差形光導波路の構成図であ
る。
る。
【図６】従来形における現実の交差形光導波路を示す説
明図である。
明図である。
１１ 入力用光導波路 １２ 出力用光導波路 １３ 外部光導波路 １４，１４Ａ 交差部 １５ 基板
Claims (1)
- 【請求項１】 ２本以上の光導波路が同一面内で交差す
る交差形光導波路において、交差部の光導波路の幅若し
くは厚み又はその両方を該交差部以外の光導波路の値よ
り小さくして該交差部のスポットサイズを該交差部以外
の光導波路のスポットサイズより大きくしたことを特徴
とする交差形光導波路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22185491A JPH0560929A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 交差形光導波路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22185491A JPH0560929A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 交差形光導波路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0560929A true JPH0560929A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=16773233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22185491A Pending JPH0560929A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 交差形光導波路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0560929A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1991
- 1991-09-02 JP JP22185491A patent/JPH0560929A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000627 |