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細線導波路付2次元フォトニック結晶

国内特許コード P100001256
整理番号 1943
掲載日 2010年11月25日
出願番号 特願2002-269253
公開番号 特開2004-109269
登録番号 特許第4146201号
出願日 平成14年9月13日(2002.9.13)
公開日 平成16年4月8日(2004.4.8)
登録日 平成20年6月27日(2008.6.27)
発明者
  • 宮井 英次
  • 野田 進
出願人
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 細線導波路付2次元フォトニック結晶
発明の概要

【課題】2次元フォトニック結晶導波路と光ファイバ等の外部との光の授受を効率よく行うための導波路を提供する。
【解決手段】2次元フォトニック結晶24と同じ材料からなる矩形状の細線導波路本体21の1つの側面に、それよりも低い屈折率を有する材料から成るクラッド部材23を設ける。細線導波路本体21の一方の端面221はフォトニック結晶導波路25と接続し、他方の端面222は光ファイバ等の外部と接続する。2次元フォトニック結晶24の面の上下には何も設けず空間とする。この構成によって、細線導波路本体21とフォトニック結晶導波路25との間の光の透過率を、光多重通信に用いる波長1.55μm帯において、シングルモード条件を満たしつつ、他の構成におけるそれよりも高い0.82~0.88とすることができる。
【選択図】 図2

従来技術、競合技術の概要
近年、新しい光デバイスとして、フォトニック結晶が注目されている。フォトニック結晶とは周期屈折率分布をもった機能材料であり、光や電磁波のエネルギーに対してバンド構造を形成する。特に、光や電磁波の伝播が不可能となるエネルギー領域(フォトニックバンドギャップ)が形成されることが特徴である。フォトニック結晶デバイスが適用される分野の1つに光多重通信がある。
【0003】
フォトニック結晶には、2次元結晶あるいは3次元結晶を用いることができる。両者にそれぞれ特長があるが、このうち2次元結晶は作製が比較的容易であるという点で有利である。
【0004】
フォトニック結晶中の屈折率分布に適切な欠陥を導入することにより、フォトニックバンドギャップ中にこの欠陥によるエネルギー準位(欠陥準位)が形成される。これによって、フォトニックバンドギャップ中のエネルギーに対応する波長範囲のうち、欠陥準位のエネルギーに対応する波長の光のみが存在可能になる。結晶中の上記欠陥を線状にすれば導波路となり、結晶中の欠陥を点状にすれば共振器となる。特許文献1には、三角格子状に円柱孔を配列することによって屈折率分布を設けた2次元フォトニック結晶において、この円柱孔を線状に欠損させることによって導波路を形成し([0025]、図1)、導波路近傍に点欠陥を形成する([0029]、図1)ことが記載されている。このような2次元フォトニック結晶は、導波路中を伝播する光のうち特定の波長の光を点欠陥から取り出す分波器や、特定の波長の光を点欠陥から導波路に導入する合波器として用いることができる。
【0005】
【特許文献1】
特開2001-272555号公報([0025]、[0029]、図1)
産業上の利用分野
本発明は、波長分割光多重通信等に用いられる2次元フォトニック結晶光分合波デバイス等に関する。特に、それらのデバイスと光ファイバ等のデバイス外部との光の授受を効率よく行うための導波路に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 a)何も設けない空間に上下両面が面し、所定の波長においてシングルモード状態である導波路を有する2次元フォトニック結晶と、
b)前記導波路と長手方向の一方の端面が接続される細線導波路本体と、
c)前記細線導波路本体よりも低く空気よりも高い屈折率を有し、前記細線導波路本体内を伝播する前記所定波長の光をシングルモード状態とするために前記細線導波路本体の側面のうち少なくとも一部に接するように設けられ、前記2次元フォトニック結晶には接しないクラッド部材と、
を備えることを特徴とする細線導波路付2次元フォトニック結晶。
【請求項2】 前記細線導波路の断面が矩形であることを特徴とする請求項1に記載の細線導波路付2次元フォトニック結晶。
【請求項3】 前記クラッド部材が細線導波路本体の1つの側面のみに接することを特徴とする請求項2に記載の細線導波路付2次元フォトニック結晶。
【請求項4】 前記細線導波路本体の材料がSiであり、前記クラッド部材の材料がSiO2であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の細線導波路付2次元フォトニック結晶。
産業区分
  • 光学装置
  • 伝送方式
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2002269253thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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