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
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- 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 |