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屈曲部を有する誘電体光導波路 NEW 新技術説明会

国内特許コード P190015836
整理番号 HU2017003
掲載日 2019年2月1日
出願番号 特願2017-094009
公開番号 特開2018-018059
出願日 平成29年5月10日(2017.5.10)
公開日 平成30年2月1日(2018.2.1)
優先権データ
  • 特願2016-138245 (2016.7.13) JP
発明者
  • 山内 潤治
  • 仁藤 雄大
  • 渡邊 裕人
出願人
  • 学校法人法政大学
発明の名称 屈曲部を有する誘電体光導波路 NEW 新技術説明会
発明の概要 【課題】屈曲に伴う損失を、光通信波長全域にわたり偏波依存損を抑えながら、低減させることができる、製造が容易な、屈曲部を有する誘電体光導波路を提供する。
【解決手段】本発明の屈曲部を有する誘電体光導波路20は、下クラッド22上にメサ状の上クラッド23が設けられ、コア21が、その表面21Aが下クラッド22の表面22Aと同一平面となる位置から上クラッド23の内部となる位置の間となるように下クラッド22及び/又は上クラッド23に埋め込まれ、少なくとも上クラッド23と上クラッド23に覆われていない下クラッド表面22Aとが空気層24に接していることを特徴とする。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要 光導波路とは、光の屈折率の違いを利用して基板上に光の道を設け、光信号を導くように加工された回路のことをいう。光導波路には、光信号が直進伝搬される直線部と、光信号が途中で伝搬方向を変えられる屈曲部を備えたものがある。このような屈曲部を有する光導波路では、コア内を伝搬する光の一部が外部に漏れる屈曲損が生じるという問題がある。すなわち、屈曲そのものに関わる純粋屈曲損と、直線部との接続部で生じる遷移損の2種類の損失が生じる。また、光集積回路の高密度化のためには屈曲半径を小さくする必要があるが、屈曲半径を小さくすればする程、屈曲損が増加してしまう。

光導波路の屈曲損を低減する従来の代表的な手法として、コアの近傍の基板にトレンチ(溝)を設置する方法(例えば、非特許文献1、2)や、ARROW(Anti-Resonant Reflecting Optical Waveguide)の原理に基づいて屈曲損を低減する方法(例えば、非特許文献3)が提案されている。

しかしながら、これらの損失低減手法は、優れた損失低減効果を有しながらも、製造工程を複雑化したり、屈曲半径、使用波長に応じて、再設計を要したりするものであった。また、従来手法では、追加の製造工程を要することに加えて、偏波依存損が生じる欠点があった。また、遷移損の低減に関しては、導波路軸をオフセットする手法(例えば、非特許文献4、5)が提案されているが、純粋屈曲損の低減には効果がない。

本発明者らは、コアをクラッドに埋め込んだ埋め込み型光導波路において、空気界面からのコア位置を調節するのみで屈曲損を低減させる方法を提案した(非特許文献6)。図1に、この方法による、屈曲部を有する光導波路10を斜視図で示す。この光導波路10は、屈折率nco=1.4675のコア11が屈折率ncl=1.46のクラッド12に埋め込まれた構成を有する石英系材料から構成されている。クラッド12の外側は空気層13となっている。コア幅は2ρx=2ρy=6.0μm、屈曲半径R=7mm、コア11の表面(上面)から空気層13までの距離dairは、固有モード界の広がり効果による損失を発生させないためには、例えば3.0μmに設定される。このような構成により、空気層13からのコア位置を調節するのみで、屈曲損(純粋屈曲損と遷移損)をある程度低減できることを確認した。

しかしながら、非特許文献6で示した構造では、屈曲損の低減効果は限定的であった。
産業上の利用分野 本発明は、屈曲部を有する誘電体光導波路に関し、詳しくは、屈曲に伴う損失を著しく低減させることができる、屈曲部を有する誘電体光導波路に関するものである。
特許請求の範囲 【請求項1】
下クラッド上にメサ状の上クラッドが設けられ、コアが、前記コアの表面が前記下クラッドの表面と同一平面となる位置から前記上クラッドの内部となる位置の間となるように前記下クラッド及び/又は前記上クラッドに埋め込まれ、少なくとも前記上クラッドと前記上クラッドに覆われていない下クラッド表面とが空気層に接していることを特徴とする屈曲部を有する誘電体光導波路。

【請求項2】
前記コアが、前記コアの表面が前記下クラッドの表面と同一平面となるように前記下クラッドに埋め込まれていることを特徴とする請求項1に記載の誘電体光導波路。

【請求項3】
前記コアが、前記コアの表面が前記上クラッドの内部となり、前記コアの下面が前記下クラッドの内部となるように前記下クラッド及び前記上クラッドに埋め込まれていることを特徴とする請求項1に記載の誘電体光導波路。

【請求項4】
前記コアが、前記コアの表面が前記上クラッドの内部となり、前記コアの下面が前記下クラッドの表面と同一平面となるように前記上クラッドに埋め込まれていることを特徴とする請求項1に記載の誘電体光導波路。

【請求項5】
前記コアが、前記コアの表面及び下面が前記上クラッドの内部となるように前記上クラッドに埋め込まれていることを特徴とする請求項1に記載の誘電体導波路。

【請求項6】
前記誘電体光導波路の横断面において、前記コアの横幅をwとしたとき、前記コアの右端と空気層までの距離sと、前記コアの左端から空気層までの距離sがそれぞれ0.3w~1.5wであることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の誘電体光導波路。

【請求項7】
前記上クラッドの高さhが0.5w以上であることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の誘電体光導波路。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2017094009thum.jpg
出願権利状態 公開


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