JP3201554B2 - 交差光導波路 - Google Patents
交差光導波路Info
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- JP3201554B2 JP3201554B2 JP20605393A JP20605393A JP3201554B2 JP 3201554 B2 JP3201554 B2 JP 3201554B2 JP 20605393 A JP20605393 A JP 20605393A JP 20605393 A JP20605393 A JP 20605393A JP 3201554 B2 JP3201554 B2 JP 3201554B2
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- optical
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は導波路型光回路に関し、
特に光回路を集積化するために用いられる交差光導波路
に関するものである。
特に光回路を集積化するために用いられる交差光導波路
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光通信や光信号処理のための
光部品として、ＬｉＮｂＯ3 や石英系光導波路を用いた
光分岐器、光スイッチ、光合分波器等が実現されてい
る。また、これらの光回路を構成要素とした１２８ｃｈ
光周波数選択スイッチ、８×８マトリクス・光スイッ
チ、８ｃｈ光周波数合分波器等の大規模な光回路が実現
されてきている（例えば、Opt.Quantum Electron、22,3
91、1990、M.Kawachi 参照）。そして、これらの大規模
な光回路をより高密度に集積化させたり、小規模な光回
路をアレイ状に多数集積化するには交差光導波路を用い
ることが有効である。
光部品として、ＬｉＮｂＯ3 や石英系光導波路を用いた
光分岐器、光スイッチ、光合分波器等が実現されてい
る。また、これらの光回路を構成要素とした１２８ｃｈ
光周波数選択スイッチ、８×８マトリクス・光スイッ
チ、８ｃｈ光周波数合分波器等の大規模な光回路が実現
されてきている（例えば、Opt.Quantum Electron、22,3
91、1990、M.Kawachi 参照）。そして、これらの大規模
な光回路をより高密度に集積化させたり、小規模な光回
路をアレイ状に多数集積化するには交差光導波路を用い
ることが有効である。
【０００３】図１は交差光導波路による光回路の集積化
のようすを示すもので、図中、１は基板、２は該基板１
上に光導波路で構成された光回路構成要素、３は該要素
２の入出力端に接続された少なくとも１本の光導波路群
である。ここで、光回路構成要素２が２入力２出力を有
する単一のマッハ・ツェンダ光干渉計で構成された光合
分波器であるとすると、光導波路群３は２本程度の光導
波路である。
のようすを示すもので、図中、１は基板、２は該基板１
上に光導波路で構成された光回路構成要素、３は該要素
２の入出力端に接続された少なくとも１本の光導波路群
である。ここで、光回路構成要素２が２入力２出力を有
する単一のマッハ・ツェンダ光干渉計で構成された光合
分波器であるとすると、光導波路群３は２本程度の光導
波路である。
【０００４】図１(a) は交差光導波路を用いない場合の
回路構成を示すものであるが、図１(b) に示すように交
差光導波路４を用いることにより集積密度を約２倍にで
き、また、図１(c) に示すように交差光導波路部５ａ，
５ｂを用いることによりアレイ状に多数集積化できる。
回路構成を示すものであるが、図１(b) に示すように交
差光導波路４を用いることにより集積密度を約２倍にで
き、また、図１(c) に示すように交差光導波路部５ａ，
５ｂを用いることによりアレイ状に多数集積化できる。
【０００５】しかしながら、一般に、光導波路は交差さ
せると過剰損失を生じる。従って、光回路構成要素２自
体の過剰損失が所要値以下であったとしても、交差光導
波路４や交差光導波路部５ａ，５ｂでの過剰損失がそれ
らに比べて大きければ、回路特性を劣化させることにな
る。特に、交差数が増えるほど過剰損失は増加し、回路
特性への影響を十分考慮する必要がでてくる。
せると過剰損失を生じる。従って、光回路構成要素２自
体の過剰損失が所要値以下であったとしても、交差光導
波路４や交差光導波路部５ａ，５ｂでの過剰損失がそれ
らに比べて大きければ、回路特性を劣化させることにな
る。特に、交差数が増えるほど過剰損失は増加し、回路
特性への影響を十分考慮する必要がでてくる。
【０００６】前記過剰損失はその光導波路の構造、即ち
コアとクラッドの比屈折率差やコア径等に依存する。ま
た、光導波路の交差角にも依存することは良く知られ、
一般に、交差角が大きくなるほど交差光導波路の過剰損
失は減少する。このように、所要の回路特性が最小交差
角を制限し、該最小交差角が設計の自由度を制限し、結
果として光回路の集積度を制限することになる。
コアとクラッドの比屈折率差やコア径等に依存する。ま
た、光導波路の交差角にも依存することは良く知られ、
一般に、交差角が大きくなるほど交差光導波路の過剰損
失は減少する。このように、所要の回路特性が最小交差
角を制限し、該最小交差角が設計の自由度を制限し、結
果として光回路の集積度を制限することになる。
【０００７】図２は導波路型光回路に含まれる交差光導
波路の一例を示すもので、図中、１１はシリコン基板、
１２はシリコン基板１１上に形成された第１の石英系光
導波路、１３はシリコン基板１１上に形成されたＮ本の
第２の石英系光導波路である。ここで、光導波路１２，
１３はその高さＨ、幅Ｗ、コアとクラッドの比屈折率差
Δが同一であり、各光導波路１３は光導波路１２に対し
て交差角θ及び隣接する光導波路間の間隔ｌで交差して
いるものとする。
波路の一例を示すもので、図中、１１はシリコン基板、
１２はシリコン基板１１上に形成された第１の石英系光
導波路、１３はシリコン基板１１上に形成されたＮ本の
第２の石英系光導波路である。ここで、光導波路１２，
１３はその高さＨ、幅Ｗ、コアとクラッドの比屈折率差
Δが同一であり、各光導波路１３は光導波路１２に対し
て交差角θ及び隣接する光導波路間の間隔ｌで交差して
いるものとする。
【０００８】図２の交差光導波路において、間隔ｌを光
ファイバアレイと光回路との接続を考慮した間隔、即ち
一般に用いられている光ファイバアレイのファイバ間隔
である２５０μｍとした場合の交差角θ（１０度〜９０
度）に対する波長１．３１μｍのＴＥ及びＴＭモード並
びに１．５５μｍのＴＥ及びＴＭモードの光の過剰損失
を図３、図４に示す。
ファイバアレイと光回路との接続を考慮した間隔、即ち
一般に用いられている光ファイバアレイのファイバ間隔
である２５０μｍとした場合の交差角θ（１０度〜９０
度）に対する波長１．３１μｍのＴＥ及びＴＭモード並
びに１．５５μｍのＴＥ及びＴＭモードの光の過剰損失
を図３、図４に示す。
【０００９】図３はＨ＝８μｍ、Ｗ＝８μｍ、Δ＝０．
３％、即ち単一モード光導波路の場合の例であり、Ｎ＝
１００、過剰損失は一交差当りの値で示している。例え
ば、θ＝３０度では一交差当りの過剰損失は約０．０５
ｄＢであるが、交差数Ｎ＝１００では約５ｄＢとなり、
この交差光導波路では約３２％しか透過しない。θ＝６
０度にすると、Ｎ＝１００での過剰損失は約１ｄＢとな
り、約７９％透過させることができる。
３％、即ち単一モード光導波路の場合の例であり、Ｎ＝
１００、過剰損失は一交差当りの値で示している。例え
ば、θ＝３０度では一交差当りの過剰損失は約０．０５
ｄＢであるが、交差数Ｎ＝１００では約５ｄＢとなり、
この交差光導波路では約３２％しか透過しない。θ＝６
０度にすると、Ｎ＝１００での過剰損失は約１ｄＢとな
り、約７９％透過させることができる。
【００１０】また、図４はＨ＝７μｍ、Ｗ＝６．５μ
ｍ、Δ＝０．７５％、即ち疑似単一モード光導波路の場
合の例であり、Ｎ＝１００、過剰損失は一交差当りの値
で示している。比屈折率差Δを大きくすると、同じ交差
角θでも過剰損失が大きくなることがわかる。例えば、
θ＝３０度では一交差当りの過剰損失は約０．３ｄＢで
あるが、Ｎ＝１００では約３０ｄＢとなり、約０．１％
しか透過しないことになる。θ＝６０度にすると、Ｎ＝
１００での過剰損失は約４ｄＢであり、約４０％透過さ
せることができる。また、Ｎ＝２５にすると過剰損失を
約１ｄＢにでき、約７９％透過させることができる。即
ち、過剰損失を許容値以下にするためには、最小交差角
や交差数を制限する必要がある。
ｍ、Δ＝０．７５％、即ち疑似単一モード光導波路の場
合の例であり、Ｎ＝１００、過剰損失は一交差当りの値
で示している。比屈折率差Δを大きくすると、同じ交差
角θでも過剰損失が大きくなることがわかる。例えば、
θ＝３０度では一交差当りの過剰損失は約０．３ｄＢで
あるが、Ｎ＝１００では約３０ｄＢとなり、約０．１％
しか透過しないことになる。θ＝６０度にすると、Ｎ＝
１００での過剰損失は約４ｄＢであり、約４０％透過さ
せることができる。また、Ｎ＝２５にすると過剰損失を
約１ｄＢにでき、約７９％透過させることができる。即
ち、過剰損失を許容値以下にするためには、最小交差角
や交差数を制限する必要がある。
【００１１】また、交差光導波路の過剰損失は、交差部
での光導波路の比屈折率差Δを小さくする、幅Ｗを広げ
る、高さＨを高くする等により低減することもできる
（例えば、in Tech.Dig.OEC'92、16B4-1、1992、T.Komi
nato et al.,参照）。
での光導波路の比屈折率差Δを小さくする、幅Ｗを広げ
る、高さＨを高くする等により低減することもできる
（例えば、in Tech.Dig.OEC'92、16B4-1、1992、T.Komi
nato et al.,参照）。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、過剰
損失を所要値以下にするためには、交差角を一定の角度
以上にするか、交差数を一定数以下にする必要がある。
それゆえ、交差数が増すほど最小交差角は大きくなり、
設計の自由度が減り、集積度を上げることができなくな
るという問題があった。
損失を所要値以下にするためには、交差角を一定の角度
以上にするか、交差数を一定数以下にする必要がある。
それゆえ、交差数が増すほど最小交差角は大きくなり、
設計の自由度が減り、集積度を上げることができなくな
るという問題があった。
【００１３】また、前述したように、交差部での光導波
路の比屈折率差を小さくする、幅を広げる、高さを高く
する等により過剰損失を調整することもできるが、比屈
折率差を下げたり、高さを高くすることは作製プロセス
を複雑にすることになり、特に、これらの調整を所望の
位置の数１００μｍ程度の領域で高精度に行うことは、
作製プロセスをより複雑にするという問題があった。ま
た、損失が生じないように比屈折率差、幅、高さ等を所
望の値に調整するにはこれらを十分なだらかに変化させ
る必要があり、この調整のための領域が必要となり、集
積度を制限することになるという問題があった。さらに
この場合、交差数が増すほど比屈折率差、幅、高さ等を
大きく変える必要があり、その分、前記調整のための領
域が大きくなり、集積度をより制限することになるとい
う問題があった。
路の比屈折率差を小さくする、幅を広げる、高さを高く
する等により過剰損失を調整することもできるが、比屈
折率差を下げたり、高さを高くすることは作製プロセス
を複雑にすることになり、特に、これらの調整を所望の
位置の数１００μｍ程度の領域で高精度に行うことは、
作製プロセスをより複雑にするという問題があった。ま
た、損失が生じないように比屈折率差、幅、高さ等を所
望の値に調整するにはこれらを十分なだらかに変化させ
る必要があり、この調整のための領域が必要となり、集
積度を制限することになるという問題があった。さらに
この場合、交差数が増すほど比屈折率差、幅、高さ等を
大きく変える必要があり、その分、前記調整のための領
域が大きくなり、集積度をより制限することになるとい
う問題があった。
【００１４】本発明は前記従来の問題点に鑑み、交差部
での光導波路の構造を変えることなく、最小交差角を小
さくでき、しかも交差数を多くなし得る低損失な交差光
導波路を提供することを目的とする。
での光導波路の構造を変えることなく、最小交差角を小
さくでき、しかも交差数を多くなし得る低損失な交差光
導波路を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明では前記目的を達
成するため、一の基板上に形成された比屈折率差が３％
以下の単一モードあるいは疑似単一モード光導波路より
なる第１の光導波路と、該第１の光導波路に交差する如
く前記一の基板上に形成された少なくとも３本の比屈折
率差が３％以下の単一モードあるいは疑似単一モード光
導波路よりなる第２の光導波路とで構成され、前記第１
の光導波路と第２の光導波路の交差部のうち少なくとも
１つは交差角が９０°未満である交差光導波路におい
て、前記交差部は等しい間隔で配置され、その間隔を３
０μｍ〜１５０μｍとした交差光導波路を提案する。
成するため、一の基板上に形成された比屈折率差が３％
以下の単一モードあるいは疑似単一モード光導波路より
なる第１の光導波路と、該第１の光導波路に交差する如
く前記一の基板上に形成された少なくとも３本の比屈折
率差が３％以下の単一モードあるいは疑似単一モード光
導波路よりなる第２の光導波路とで構成され、前記第１
の光導波路と第２の光導波路の交差部のうち少なくとも
１つは交差角が９０°未満である交差光導波路におい
て、前記交差部は等しい間隔で配置され、その間隔を３
０μｍ〜１５０μｍとした交差光導波路を提案する。
【００１６】
【作用】本発明によれば、交差部での交差間隔を限定す
るのみで過剰損失を低減できるので、最小交差角を小さ
く構成することができ、光回路の集積度を上げることが
できる。また、光導波路の構造を変える必要がないの
で、作製プロセスを複雑にしたり、光導波路の構造を変
えることによる過剰損失を生じさせることもない。ま
た、光導波路の構造を変える領域を必要としないことか
ら、より高集積化が図れる。
るのみで過剰損失を低減できるので、最小交差角を小さ
く構成することができ、光回路の集積度を上げることが
できる。また、光導波路の構造を変える必要がないの
で、作製プロセスを複雑にしたり、光導波路の構造を変
えることによる過剰損失を生じさせることもない。ま
た、光導波路の構造を変える領域を必要としないことか
ら、より高集積化が図れる。
【００１７】
【実施例１】本実施例の交差光導波路の構造は図２に示
したものと同一であり、ここで、高さＨを８μｍ、幅Ｗ
を８μｍ、比屈折率差Δを０．３％とした石英系単一モ
ード光導波路を光導波路１２，１３に用い、交差角θを
３０度、交差数Ｎを５０とし、交差間隔ｌを５０μｍと
したところ、交差による過剰損失は約０．２ｄＢとな
り、９５％透過させることができた。
したものと同一であり、ここで、高さＨを８μｍ、幅Ｗ
を８μｍ、比屈折率差Δを０．３％とした石英系単一モ
ード光導波路を光導波路１２，１３に用い、交差角θを
３０度、交差数Ｎを５０とし、交差間隔ｌを５０μｍと
したところ、交差による過剰損失は約０．２ｄＢとな
り、９５％透過させることができた。
【００１８】前記構成において、交差間隔ｌ（８μｍ〜
２０００μｍ）に対する波長１．３１μｍのＴＥ及びＴ
Ｍモード並びに１．５５μｍのＴＥ及びＴＭモードの光
の過剰損失を図５に示す。なお、ここでは交差間隔ｌに
対する過剰損失の変化を分かり易くするために１．５５
μｍのＴＥモードでの実測値を実線で結んである。ま
た、過剰損失は一交差当りの損失値で示してある。
２０００μｍ）に対する波長１．３１μｍのＴＥ及びＴ
Ｍモード並びに１．５５μｍのＴＥ及びＴＭモードの光
の過剰損失を図５に示す。なお、ここでは交差間隔ｌに
対する過剰損失の変化を分かり易くするために１．５５
μｍのＴＥモードでの実測値を実線で結んである。ま
た、過剰損失は一交差当りの損失値で示してある。
【００１９】図６は図５の一部拡大図であり、交差間隔
ｌが２００μｍ以下での過剰損失を示す。交差間隔ｌを
３０μｍ〜１５０μｍにすれば、一交差当りの過剰損失
を０．０２５ｄＢ以下、即ち従来の交差光導波路の過剰
損失の約１／２程度にでき、実用上は十分である。特
に、交差間隔ｌを３０μｍ〜１３０μｍにすれば、一交
差当りの過剰損失を０．０２ｄＢ以下にでき、さらに交
差間隔ｌを３０μｍ〜１００μｍにすれば、一交差当り
の過剰損失を０．０１ｄＢ以下にできることが分かる。
ｌが２００μｍ以下での過剰損失を示す。交差間隔ｌを
３０μｍ〜１５０μｍにすれば、一交差当りの過剰損失
を０．０２５ｄＢ以下、即ち従来の交差光導波路の過剰
損失の約１／２程度にでき、実用上は十分である。特
に、交差間隔ｌを３０μｍ〜１３０μｍにすれば、一交
差当りの過剰損失を０．０２ｄＢ以下にでき、さらに交
差間隔ｌを３０μｍ〜１００μｍにすれば、一交差当り
の過剰損失を０．０１ｄＢ以下にできることが分かる。
【００２０】
【実施例２】本実施例の交差光導波路の構造は図２に示
したものと同一であり、ここで、高さＨを７μｍ、幅Ｗ
を６．５μｍ、比屈折率差Δを０．７５％とした石英系
疑似単一モード光導波路を光導波路１２，１３に用い、
交差角θを３０度、交差数Ｎを１００とし、交差間隔ｌ
を５０μｍとしたところ、交差による過剰損失は約０．
８ｄＢとなり、８３％透過させることができた。
したものと同一であり、ここで、高さＨを７μｍ、幅Ｗ
を６．５μｍ、比屈折率差Δを０．７５％とした石英系
疑似単一モード光導波路を光導波路１２，１３に用い、
交差角θを３０度、交差数Ｎを１００とし、交差間隔ｌ
を５０μｍとしたところ、交差による過剰損失は約０．
８ｄＢとなり、８３％透過させることができた。
【００２１】前記構成において、交差間隔ｌ（６．５μ
ｍ〜２０００μｍ）に対する波長１．３１μｍのＴＥ及
びＴＭモード並びに１．５５μｍのＴＥ及びＴＭモード
の光の過剰損失を図７に示す。なお、ここでは交差間隔
ｌに対する過剰損失の変化を分かり易くするために１．
５５μｍのＴＥモードでの実測値を実線で結んである。
また、過剰損失は一交差当りの損失値で示してある。
ｍ〜２０００μｍ）に対する波長１．３１μｍのＴＥ及
びＴＭモード並びに１．５５μｍのＴＥ及びＴＭモード
の光の過剰損失を図７に示す。なお、ここでは交差間隔
ｌに対する過剰損失の変化を分かり易くするために１．
５５μｍのＴＥモードでの実測値を実線で結んである。
また、過剰損失は一交差当りの損失値で示してある。
【００２２】図８は図７の一部拡大図であり、交差間隔
ｌが２００μｍ以下での過剰損失を示す。交差間隔ｌを
３０μｍ〜１５０μｍにすれば、一交差当りの過剰損失
を０．２ｄＢ以下、即ち従来の交差光導波路の過剰損失
以下にできる。特に、交差間隔ｌを３０μｍ〜１３０μ
ｍにすれば、一交差当りの過剰損失を０．１ｄＢ以下、
即ち従来の交差光導波路の過剰損失の約１／２程度にで
き、さらに交差間隔ｌを３０μｍ〜１００μｍにすれ
ば、一交差当りの過剰損失を０．０５ｄＢ以下にできる
ことが分かる。
ｌが２００μｍ以下での過剰損失を示す。交差間隔ｌを
３０μｍ〜１５０μｍにすれば、一交差当りの過剰損失
を０．２ｄＢ以下、即ち従来の交差光導波路の過剰損失
以下にできる。特に、交差間隔ｌを３０μｍ〜１３０μ
ｍにすれば、一交差当りの過剰損失を０．１ｄＢ以下、
即ち従来の交差光導波路の過剰損失の約１／２程度にで
き、さらに交差間隔ｌを３０μｍ〜１００μｍにすれ
ば、一交差当りの過剰損失を０．０５ｄＢ以下にできる
ことが分かる。
【００２３】このように、比屈折率差Δが３％までの単
一モードあるいは疑似単一モード光導波路を用いた交差
光導波路では、交差間隔ｌを３０μｍ〜１５０μｍにす
ることにより、一交差当りの過剰損失を従来の交差光導
波路以下にできる。特に、損失をより小さくするには、
交差間隔ｌを３０μｍ〜１００μｍにすることが望まし
い。
一モードあるいは疑似単一モード光導波路を用いた交差
光導波路では、交差間隔ｌを３０μｍ〜１５０μｍにす
ることにより、一交差当りの過剰損失を従来の交差光導
波路以下にできる。特に、損失をより小さくするには、
交差間隔ｌを３０μｍ〜１００μｍにすることが望まし
い。
【００２４】前記実施例１，２における光導波路１２，
１３は、１．３１μｍ及び１．５５μｍで１次モードを
伝搬できる２モード光導波路であるが、光回路を構成す
る上では単一モード光導波路と同様に扱える疑似単一モ
ード光導波路である。しかしながら、２モード光導波路
であるため、大きな光の蛇行が生じ易く、交差間隔ｌが
２００μｍ以上において、図７に見られるように蛇行周
期とほぼ同じ周期の損失変動が生じている。交差間隔ｌ
＝２００μｍ以上で交差光導波路を構成する場合は、過
剰損失が小さくなる交差間隔ｌを設定することが望まし
い。また、過剰損失が小さくなる交差間隔ｌは光の波長
により若干異なるので、これを考慮する必要がある。
１３は、１．３１μｍ及び１．５５μｍで１次モードを
伝搬できる２モード光導波路であるが、光回路を構成す
る上では単一モード光導波路と同様に扱える疑似単一モ
ード光導波路である。しかしながら、２モード光導波路
であるため、大きな光の蛇行が生じ易く、交差間隔ｌが
２００μｍ以上において、図７に見られるように蛇行周
期とほぼ同じ周期の損失変動が生じている。交差間隔ｌ
＝２００μｍ以上で交差光導波路を構成する場合は、過
剰損失が小さくなる交差間隔ｌを設定することが望まし
い。また、過剰損失が小さくなる交差間隔ｌは光の波長
により若干異なるので、これを考慮する必要がある。
【００２５】なお、「疑似単一モード光導波路」とは、
基本モード（０次モード）ばかりでなく１次モード以上
のモードをも伝搬できる光導波路のうち、光回路を構成
する上で「単一モード光導波路」として扱える光導波路
であり、主に１次〜２次モードまで伝搬できる光導波路
を示している。また、３次モード以上の高次モードまで
伝搬できる光導波路においても、交差間隔ｌには本発明
と同様な適切な値が存在する。
基本モード（０次モード）ばかりでなく１次モード以上
のモードをも伝搬できる光導波路のうち、光回路を構成
する上で「単一モード光導波路」として扱える光導波路
であり、主に１次〜２次モードまで伝搬できる光導波路
を示している。また、３次モード以上の高次モードまで
伝搬できる光導波路においても、交差間隔ｌには本発明
と同様な適切な値が存在する。
【００２６】また、前記実施例では直線導波路と直線導
波路との交差の場合を示したが、これに限定されるもの
ではなく、曲げ導波路と直線導波路との交差、曲げ導波
路と曲げ導波路との交差も本発明の対象である。
波路との交差の場合を示したが、これに限定されるもの
ではなく、曲げ導波路と直線導波路との交差、曲げ導波
路と曲げ導波路との交差も本発明の対象である。
【００２７】また、前記実施例では交差角θを３０度と
したが、これに限定されるものではなく、交差角θが数
度〜９０度のものが本発明の対象である。但し、交差角
θが数度程度の場合、交差した光導波路への光結合割合
が大きくなることから、前述した実施例ほどの過剰損失
の低減は期待できない。
したが、これに限定されるものではなく、交差角θが数
度〜９０度のものが本発明の対象である。但し、交差角
θが数度程度の場合、交差した光導波路への光結合割合
が大きくなることから、前述した実施例ほどの過剰損失
の低減は期待できない。
【００２８】また、前記実施例では各光導波路１３の光
導波路１２への交差角θが同一の場合を示したが、ある
程度の範囲内で交差角θが異なっていても本発明は適用
可能である。また、前記実施例では交差光導波路が同一
平面内にある場合を示したが、３次元的に交差し、その
あおり角ψがある程度の範囲内で異なっていても本発明
は適用可能である。
導波路１２への交差角θが同一の場合を示したが、ある
程度の範囲内で交差角θが異なっていても本発明は適用
可能である。また、前記実施例では交差光導波路が同一
平面内にある場合を示したが、３次元的に交差し、その
あおり角ψがある程度の範囲内で異なっていても本発明
は適用可能である。
【００２９】また、前記実施例では交差部の光導波路の
構造をそれ以外の光回路と同じ構造としたが、交差部の
光導波路の比屈折率差を下げる、幅を広げる、高さを高
くする等の過剰損失を低減する構成と本発明を組み合わ
せても良く、特に、交差角が小さい場合に有効である。
構造をそれ以外の光回路と同じ構造としたが、交差部の
光導波路の比屈折率差を下げる、幅を広げる、高さを高
くする等の過剰損失を低減する構成と本発明を組み合わ
せても良く、特に、交差角が小さい場合に有効である。
【００３０】また、前記実施例ではコア形状を矩形とし
たが、この形状に限定されるものではなく、重要なのは
その電界分布であって、本請求範囲内の比屈折率差で単
一モードあるいは疑似単位モードとなる光導波路であれ
ば良く、例えばコア形状は円形でも良い。
たが、この形状に限定されるものではなく、重要なのは
その電界分布であって、本請求範囲内の比屈折率差で単
一モードあるいは疑似単位モードとなる光導波路であれ
ば良く、例えばコア形状は円形でも良い。
【００３１】また、前記実施例では交差光導波路を光回
路構成要素と分離したが、これに限定されるものではな
く、光回路構成要素内に交差光導波路がある場合も本発
明の対象である。
路構成要素と分離したが、これに限定されるものではな
く、光回路構成要素内に交差光導波路がある場合も本発
明の対象である。
【００３２】さらにまた、前記実施例では、光導波路と
してシリコン基板上に形成された石英系単一モード光導
波路及び石英系疑似単一モード光導波路を用いたが、こ
れに限定されるものではなく、他の材料系の光導波路、
例えば多成分ガラス基板やニオブ酸リチウム結晶基板上
に金属イオン拡散技術により形成したイオン拡散光導波
路等も本発明の適応対象である。
してシリコン基板上に形成された石英系単一モード光導
波路及び石英系疑似単一モード光導波路を用いたが、こ
れに限定されるものではなく、他の材料系の光導波路、
例えば多成分ガラス基板やニオブ酸リチウム結晶基板上
に金属イオン拡散技術により形成したイオン拡散光導波
路等も本発明の適応対象である。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
の基板上に形成された比屈折率差が３％以下の単一モー
ドあるいは疑似単一モード光導波路よりなる第１の光導
波路と、該第１の光導波路に交差する如く前記一の基板
上に形成された少なくとも３本の比屈折率差が３％以下
の単一モードあるいは疑似単一モード光導波路よりなる
第２の光導波路とで構成され、前記第１の光導波路と第
２の光導波路の交差部のうち少なくとも１つは交差角が
９０°未満である交差光導波路において、前記交差部は
等しい間隔で配置され、その間隔を３０μｍ〜１５０μ
ｍとしたため、小さい交差角でも低過剰損失にでき、光
回路の高集積化が図れ、製品を小型化できる。また、高
集積化が図れることにより、従来の光回路の作製プロセ
スにて、より大規模な光回路を作製できる等の利点があ
る。
の基板上に形成された比屈折率差が３％以下の単一モー
ドあるいは疑似単一モード光導波路よりなる第１の光導
波路と、該第１の光導波路に交差する如く前記一の基板
上に形成された少なくとも３本の比屈折率差が３％以下
の単一モードあるいは疑似単一モード光導波路よりなる
第２の光導波路とで構成され、前記第１の光導波路と第
２の光導波路の交差部のうち少なくとも１つは交差角が
９０°未満である交差光導波路において、前記交差部は
等しい間隔で配置され、その間隔を３０μｍ〜１５０μ
ｍとしたため、小さい交差角でも低過剰損失にでき、光
回路の高集積化が図れ、製品を小型化できる。また、高
集積化が図れることにより、従来の光回路の作製プロセ
スにて、より大規模な光回路を作製できる等の利点があ
る。
【図１】交差光導波路による光回路の集積化のようすを
示す模式図
示す模式図
【図２】交差光導波路の一例を示す構成図
【図３】図２に示した交差光導波路を単一モード光導波
路で交差間隔２５０μｍとして構成した場合の交差角に
対する過剰損失を示す図
路で交差間隔２５０μｍとして構成した場合の交差角に
対する過剰損失を示す図
【図４】図２に示した交差光導波路を疑似単一モード光
導波路で交差間隔２５０μｍとして構成した場合の交差
角に対する過剰損失を示す図
導波路で交差間隔２５０μｍとして構成した場合の交差
角に対する過剰損失を示す図
【図５】図２に示した交差光導波路を単一モード光導波
路で交差角３０度として構成した場合の交差間隔に対す
る過剰損失を示す図
路で交差角３０度として構成した場合の交差間隔に対す
る過剰損失を示す図
【図６】図５の一部拡大図
【図７】図２に示した交差光導波路を疑似単一モード光
導波路で交差角３０度として構成した場合の交差間隔に
対する過剰損失を示す図
導波路で交差角３０度として構成した場合の交差間隔に
対する過剰損失を示す図
【図８】図７の一部拡大図
１１…シリコン基板、１２…第１の石英系光導波路、１
３…第２の石英系光導波路。
３…第２の石英系光導波路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 勝己 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−80362（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−102806（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/12 - 6/14 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】 一の基板上に形成された比屈折率差が３
％以下の単一モードあるいは疑似単一モード光導波路よ
りなる第１の光導波路と、該第１の光導波路に交差する
如く前記一の基板上に形成された少なくとも３本の比屈
折率差が３％以下の単一モードあるいは疑似単一モード
光導波路よりなる第２の光導波路とで構成され、前記第
１の光導波路と第２の光導波路の交差部のうち少なくと
も１つは交差角が９０°未満である交差光導波路におい
て、前記交差部は等しい間隔で配置され、その 間隔を３０μ
ｍ〜１５０μｍとしたことを特徴とする交差光導波路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20605393A JP3201554B2 (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | 交差光導波路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20605393A JP3201554B2 (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | 交差光導波路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0756034A JPH0756034A (ja) | 1995-03-03 |
| JP3201554B2 true JP3201554B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=16517096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20605393A Expired - Lifetime JP3201554B2 (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | 交差光導波路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3201554B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2056493A1 (en) | 2005-08-31 | 2009-05-06 | Fujitsu Limited | Differential multilevel modulated optical signal receiver apparatus |
| US7776651B2 (en) | 2003-03-31 | 2010-08-17 | Intel Corporation | Method for compensating for CTE mismatch using phase change lead-free super plastic solders |
| EP4063949A1 (en) * | 2021-03-24 | 2022-09-28 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide element, optical modulator, optical modulation module, and optical transmission device |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6668107B2 (en) * | 2001-12-21 | 2003-12-23 | Agilent Technologies, Inc. | Method and apparatus for reducing optical insertion loss in planar lightwave circuits through dielectric perturbation optimization |
| JP5440660B2 (ja) * | 2012-06-18 | 2014-03-12 | 沖電気工業株式会社 | 光導波路素子 |
-
1993
- 1993-08-20 JP JP20605393A patent/JP3201554B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7776651B2 (en) | 2003-03-31 | 2010-08-17 | Intel Corporation | Method for compensating for CTE mismatch using phase change lead-free super plastic solders |
| EP2056493A1 (en) | 2005-08-31 | 2009-05-06 | Fujitsu Limited | Differential multilevel modulated optical signal receiver apparatus |
| US7613403B2 (en) | 2005-08-31 | 2009-11-03 | Fujitsu Limited | Differential multilevel modulated optical signal receiver apparatus |
| US8509628B2 (en) | 2005-08-31 | 2013-08-13 | Fujitsu Limited | Differential multilevel modulated optical signal receiver apparatus |
| EP4063949A1 (en) * | 2021-03-24 | 2022-09-28 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide element, optical modulator, optical modulation module, and optical transmission device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0756034A (ja) | 1995-03-03 |
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