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JP2011059588A - Optical waveguide - Google Patents

Optical waveguide Download PDF

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JP2011059588A
JP2011059588A JP2009211954A JP2009211954A JP2011059588A JP 2011059588 A JP2011059588 A JP 2011059588A JP 2009211954 A JP2009211954 A JP 2009211954A JP 2009211954 A JP2009211954 A JP 2009211954A JP 2011059588 A JP2011059588 A JP 2011059588A
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JP
Japan
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optical waveguide
birefringence
optical
grooves
waveguide
Prior art date
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Application number
JP2009211954A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuaki Hashizume
泰彰 橋詰
Yohei Sakamaki
陽平 坂巻
Yusuke Nasu
悠介 那須
Takayuki Mizuno
隆之 水野
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2009211954A priority Critical patent/JP2011059588A/en
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  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

【課題】本発明の目的は、溝を形成したリッジ構造型光導波路において、高温高湿試験(85℃85%)でも、複屈折が変動せず、偏波依存周波数差(PDf)が長期間で変動しない、信頼性の高い光導波路を提供する。
【解決手段】本発明の光導波路は、基板上に作製された光導波路において、上記光導波路の一部に、上記光導波路の両脇に一対の溝が設けられ、上記溝が設けられた部分の上記光導波路の複屈折の値が極小となるような溝の間隔をWとしたとき上記溝の間隔がWであるか、または上記溝の深さの距離をHとしたとき、上記溝の間隔がHと等しいことを特徴とする。
【選択図】図1
The object of the present invention is to provide a grooved ridge structure type optical waveguide in which the birefringence does not fluctuate even in a high temperature and high humidity test (85 ° C., 85%), and the polarization dependent frequency difference (PDf) is long-term. A highly reliable optical waveguide that does not fluctuate at the same time is provided.
An optical waveguide according to the present invention is a part of an optical waveguide manufactured on a substrate, wherein a part of the optical waveguide is provided with a pair of grooves on both sides of the optical waveguide, and the groove is provided. When the groove interval at which the birefringence value of the optical waveguide is minimized is W, the groove interval is W or when the groove depth distance is H, The interval is equal to H.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、複屈折の経時変化を抑制した光導波路およびそれを使用したマッハツェンダ干渉計に関する。   The present invention relates to an optical waveguide in which a change in birefringence with time is suppressed and a Mach-Zehnder interferometer using the same.

光通信に使用される光導波路部品において、マッハツェンダ干渉計回路(以下では、MZI)は、光減衰器やDPSK信号の受信回路に広く使用されており、重要な回路となっている。これは、2つの結合器とそれらを結ぶアーム導波路とアーム導波路の上に形成された薄膜ヒータからなる。図11は、結合器に多モード干渉計(MMI)を使用した場合の、マッハツェンダ干渉計回路1100を示している。図11において、マッハツェンダ干渉計回路1100は、光導波路1101と、多モード干渉計1102と、ヒータ1103とを備える。   In an optical waveguide component used for optical communication, a Mach-Zehnder interferometer circuit (hereinafter referred to as MZI) is widely used as an optical attenuator and a DPSK signal receiving circuit, and is an important circuit. This consists of two couplers, an arm waveguide connecting them, and a thin film heater formed on the arm waveguide. FIG. 11 shows a Mach-Zehnder interferometer circuit 1100 when a multimode interferometer (MMI) is used for the coupler. In FIG. 11, the Mach-Zehnder interferometer circuit 1100 includes an optical waveguide 1101, a multimode interferometer 1102, and a heater 1103.

以下では、マッハツェンダ干渉計の動作原理とその偏波依存性について簡単に説明する。
入力I1→出力O1をスルーパス、入力I1→出力O2をクロスパスと定義した際、公知の干渉原理によって、それらの光出力(OTHROUGH、OCROSS)は、下式のように記述できる。(ここでは結合器の結合率は、50%とした。)
In the following, the operating principle of the Mach-Zehnder interferometer and its polarization dependence will be briefly described.
When the input I1 → output O1 is defined as a through path, and the input I1 → output O2 is defined as a cross path, their optical outputs (O THROUGH , O CROSS ) can be described by the following equations according to a known interference principle. (Here, the coupling rate of the coupler is 50%.)

Figure 2011059588
Figure 2011059588

Figure 2011059588
Figure 2011059588

尚、I0は入力光の光強度、nは実効屈折率、ΔLは2本のアーム導波路の長さの差、fは光周波数、cは光速を示す。 Here, I 0 is the light intensity of the input light, n is the effective refractive index, ΔL is the difference in length between the two arm waveguides, f is the optical frequency, and c is the speed of light.

例えば、DPSK受信回路の場合、前段の結合器で分離した後、一方のアーム導波路を伝播する光信号を他方の信号に比較して、1ビット遅延させた後、後段の結合器で干渉させ、位相検出を行う。その際、1ビット遅延を与えるために2本のアーム導波路に長さの差(ΔL)を設定する必要がある。また、ヒータ1103は遅延量のずれを補正するために利用される。   For example, in the case of a DPSK receiving circuit, after being separated by a coupler at the front stage, the optical signal propagating through one arm waveguide is compared with the other signal, delayed by 1 bit, and then interfered by a coupler at the rear stage. , Phase detection. At this time, in order to give a 1-bit delay, it is necessary to set a difference in length (ΔL) between the two arm waveguides. In addition, the heater 1103 is used to correct a shift in the delay amount.

このようなデバイスに使用される光導波路の作製方法としては、例えば次のようなものがある。   As a method for manufacturing an optical waveguide used in such a device, for example, the following method is available.

シリコン基板上に火炎堆積法を使用して、石英ガラスを主体とした下部アンダークラッド層、および、石英ガラスにゲルマニウムを添加したコア層を堆積する。そして、コア層をフォトリソグラフィおよび反応性イオンエッチングによってパターン化し、再び火炎堆積法を使用して、オーバークラッド層を堆積して埋め込み型光導波路を作製する。   Using a flame deposition method, a lower under cladding layer mainly composed of quartz glass and a core layer obtained by adding germanium to quartz glass are deposited on a silicon substrate. Then, the core layer is patterned by photolithography and reactive ion etching, and an overcladding layer is deposited again using a flame deposition method to produce a buried optical waveguide.

通常、このような光導波路は、コアの形状や、基板とクラッドの熱膨張係数の違いにより、複屈折を有する。つまり、基板に垂直な電界方向を有するTM偏波と基板に平行な電界方向を有するTE偏波の実効屈折率(nTE、nTM)はそれぞれ異なっており、複屈折はB=nTE−nTMで表記できる。この複屈折と2本のアーム導波路の長さの差(ΔL)によって、偏波に依存した遅延量の差異が発生し、偏波依存性が発生する。ここで、この偏波依存性は、偏波に依存した光路長差Δ(BL)として次式で表記できる。 Usually, such an optical waveguide has birefringence due to the difference in the shape of the core and the thermal expansion coefficient between the substrate and the clad. That is, the effective refractive index (n TE , n TM ) of the TM polarized wave having the electric field direction perpendicular to the substrate and the TE polarized wave having the electric field direction parallel to the substrate is different, and the birefringence is B = n TE −. n TM . Due to the difference (ΔL) between the birefringence and the lengths of the two arm waveguides, a difference in delay amount depending on the polarization occurs, and polarization dependency occurs. Here, this polarization dependency can be expressed by the following equation as an optical path length difference Δ (BL) depending on the polarization.

Figure 2011059588
Figure 2011059588

尚、l1、l2は、それぞれ2本のアーム導波路に沿う線座標である。また、∫Bdl1と∫Bdl2は、複屈折値のアーム導波路に沿う線積分である。 Here, l 1 and l 2 are line coordinates along two arm waveguides, respectively. Further, ∫Bdl 1 and ∫Bdl 2 are line integrals along the birefringence arm waveguide.

偏波に依存した光路長差Δ(BL)は、有限の値を有するため、偏波依存損失(PDL)や偏波依存周波数差(PDf)の発生要因となり、信号品質を大きく劣化させる。ここで、PDfとは、BΔL/λ・FSRで定義される量であり、同位相を有する光周波数の差異を示す。   Since the optical path length difference Δ (BL) depending on the polarization has a finite value, it causes a polarization dependent loss (PDL) and a polarization dependent frequency difference (PDf), and the signal quality is greatly deteriorated. Here, PDf is an amount defined by BΔL / λ · FSR and indicates a difference in optical frequency having the same phase.

これらの偏波依存性を解消するため、導波路の両側に溝を作製し、複屈折制御を行ったDQPSK受信回路が提案されている(非特許文献1参照)。図12にその概略図を示す。これは、DQPSK受信回路ではあり、光信号を二分岐し、それぞれをFSR21.5GHzとしたMZIに接続した構成である。図12において、複屈折制御を行ったDQPSK受信回路1200は、光導波路1201と、多モード干渉計1202と、Y分岐1203と、ヒータ1204と、溝1205と、半波長板1206とを備える。   In order to eliminate these polarization dependencies, a DQPSK receiving circuit in which grooves are formed on both sides of a waveguide and birefringence control is performed has been proposed (see Non-Patent Document 1). The schematic is shown in FIG. This is a DQPSK receiving circuit, which has a configuration in which an optical signal is branched into two and each is connected to an MZI having an FSR of 21.5 GHz. In FIG. 12, the DQPSK receiving circuit 1200 that has performed birefringence control includes an optical waveguide 1201, a multimode interferometer 1202, a Y branch 1203, a heater 1204, a groove 1205, and a half-wave plate 1206.

次に提案されている、溝を使用した偏波依存性の解消手法を簡単に説明する。溝を有さない通常導波路の複屈折をB0、溝の長さをL1、溝を有する導波路(リッジ構造型光導波路)の複屈折をB1としたときに、Δ(BL)は次式で与えられる。 Next, a method for eliminating polarization dependence using a groove will be briefly described. Δ (BL) where B 0 is the birefringence of a normal waveguide without a groove, B 1 is the length of the groove, and B 1 is the birefringence of a waveguide having a groove (ridge structure type optical waveguide). Is given by:

Figure 2011059588
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上式がゼロとなるように溝の間隔(リッジ幅)および断熱溝の長さを設計することにより偏波無依存化が可能となる。また、これらの溝との間にはヒータ1204が形成されており、ヒータ加熱時による発熱を効率的に導波路に伝達させるための、断熱溝としても使用されている。一般に、ヒータを加熱することによって熱光学効果を介して、位相制御を行った場合の消費電力は、例えば、πの位相を動かすのに数百mWが必要であり、ヒータ近傍に断熱溝を形成することにより、低消費電力化を実現できる。   By designing the groove interval (ridge width) and the length of the heat insulating groove so that the above equation becomes zero, polarization independence can be achieved. In addition, a heater 1204 is formed between these grooves, and is also used as a heat insulating groove for efficiently transmitting heat generated by heating the heater to the waveguide. In general, the power consumption when phase control is performed via a thermo-optic effect by heating a heater requires, for example, several hundred mW to move the phase of π, and a heat insulating groove is formed in the vicinity of the heater By doing so, low power consumption can be realized.

2009年電子情報通信学会総合大会C−3−462009 IEICE General Conference C-3-46 「Integrated polarisation beam splitter using waveguide birefringencedependence on waveguide core width」、Electronics Letters, Volume 37, Issue 25, pp. 1517-1518"Integrated polarization beam splitter using waveguide birefringencedependence on waveguide core width", Electronics Letters, Volume 37, Issue 25, pp. 1517-1518

しかしながら、上記のような溝を形成したリッジ構造型光導波路を有するMZIでは以下に述べる問題があった。   However, the MZI having a ridge structure type optical waveguide having grooves as described above has the following problems.

DPSK受信回路においては、溝を形成したリッジ構造型光導波路では、高温高湿試験(85℃85%)を行うとその複屈折が変動してしまう。この結果、MZI型DPSK受信回路またはMZI型DQPSK受信回路などでは、偏波依存周波数差(PDf)が長期間で変動してしまうため、信頼性上に問題があった。   In the DPSK receiving circuit, the birefringence of a ridge structure type optical waveguide having a groove changes when a high temperature and high humidity test (85 ° C. and 85%) is performed. As a result, in the MZI type DPSK receiving circuit or the MZI type DQPSK receiving circuit, the polarization dependent frequency difference (PDf) fluctuates over a long period of time, which causes a problem in reliability.

上記課題を解決するために、本発明の光導波路は、基板上に作製された光導波路において、上記光導波路の一部に、上記光導波路の両脇に一対の溝が設けられ、上記溝が設けられた部分の上記光導波路の複屈折の値が極小となるような溝の間隔をWとしたとき、上記溝の間隔がWであることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an optical waveguide according to the present invention is an optical waveguide manufactured on a substrate, wherein a pair of grooves are provided on both sides of the optical waveguide in a part of the optical waveguide, The groove interval is W, where W is the groove interval at which the birefringence value of the optical waveguide in the provided portion is minimized.

上記課題を解決するために、本発明の光導波路は、基板上に作製された光導波路において、上記光導波路の一部に、上記光導波路の両脇に一対の溝が設けられ、上記溝の深さの距離をHとしたとき、上記溝の間隔がHと等しいことを特徴とする。   In order to solve the above problems, an optical waveguide according to the present invention is an optical waveguide manufactured on a substrate, wherein a pair of grooves are provided on both sides of the optical waveguide in a part of the optical waveguide. When the depth distance is H, the groove interval is equal to H.

また、上記光導波路のうち両脇に上記一対の溝が設けられた部分の上にヒータを備えることを特徴とする。   Further, a heater is provided on a portion of the optical waveguide where the pair of grooves are provided on both sides.

また、上記課題を解決するために、本発明のマッハツェンダ干渉計回路は、入力光が入力され、2N個(N:自然数)の分岐出力光を出力する光分岐部分と、上記光分岐部分に接続され、N個の第1の分岐出力光がそれぞれ伝搬するN本の第1のアーム導波路と、上記光分岐部分に接続され、N個の第2の分岐出力光がそれぞれ伝搬するN本の第2のアーム導波路と、上記N本の第1のアーム導波路を伝搬する上記N個の第1の分岐出力光の1つと、上記N本の第2のアーム導波路を伝搬し、上記N個の第1の分岐出力光の上記1つに対応する上記N個の第2の分岐出力光の1つとをそれぞれ合成し、干渉させるN個の光合波回路とを備え、上記N個の光合波部分のそれぞれは、上記光分岐部分と、上記N本の第1のアーム導波路の1本と、上記第1のアーム導波路の1本に対応する上記第2のアーム導波路の1本と共にそれぞれ干渉計を構成し、請求項1乃至3に記載の光導波路が、上記N個のそれぞれの干渉計を構成する上記第1のアーム導波路と上記第2のアーム導波路の少なくとも一方に配置されていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the Mach-Zehnder interferometer circuit of the present invention is connected to an optical branching portion that receives input light and outputs 2N (N: natural number) branching output light, and the optical branching portion. N first arm waveguides through which the N first branch output lights propagate respectively and the N second branch output lights that are connected to the optical branch portion and through which each of the N second branch output lights propagates. Propagating through the second arm waveguide, one of the N first branch output lights propagating through the N first arm waveguides, and the N second arm waveguides, N optical multiplexing circuits that respectively combine and interfere with one of the N second branched output lights corresponding to the one of the N first branched output lights. Each of the optical multiplexing portions includes the optical branching portion, one of the N first arm waveguides, An interferometer is formed with each of the second arm waveguides corresponding to one of the first arm waveguides, and the optical waveguide according to any one of claims 1 to 3 includes the N interferences. It is arranged in at least one of the first arm waveguide and the second arm waveguide constituting the meter.

本発明によれば、溝を形成したリッジ構造型光導波路において、高温高湿試験(85℃85%)でも、複屈折が変動せず、偏波依存周波数差(PDf)が長期間で変動しない、信頼性の高い光導波路を提供できる。また、プロセス誤差により発生したリッジ幅のずれに対して、複屈折変動が他のリッジ幅に比較して少なく、結果として、光回路の特性のリッジ幅トレランスが高い光導波路を提供できる。   According to the present invention, in a ridge structure type optical waveguide in which grooves are formed, birefringence does not fluctuate even in a high temperature and high humidity test (85 ° C., 85%), and the polarization dependent frequency difference (PDf) does not fluctuate over a long period of time. A highly reliable optical waveguide can be provided. In addition, the birefringence fluctuation is smaller than the other ridge widths with respect to the ridge width deviation caused by the process error, and as a result, an optical waveguide having a high ridge width tolerance of the characteristics of the optical circuit can be provided.

本発明の第1の実施例としてDSPK受信回路の概略図である。1 is a schematic diagram of a DSPK receiving circuit as a first embodiment of the present invention. 図1に示した線分A−A´における断面図である。It is sectional drawing in line segment AA 'shown in FIG. 本発明の第1の実施例の高温高湿試験(85℃85%)2000時間後のPDf変動を示す図である。It is a figure which shows PDf fluctuation | variation after the high temperature high humidity test (85 degreeC85%) 2000 hours of the 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例の複屈折とリッジ幅の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the birefringence of 1st Example of this invention, and a ridge width | variety. 本発明のリッジ構造型光導波路の断面図例である。It is an example of a sectional view of a ridge structure type optical waveguide of the present invention. 本発明のリッジ構造型光導波路の断面図例である。It is an example of a sectional view of a ridge structure type optical waveguide of the present invention. 本発明の第2の実施例としてDPSK受信回路の上面概略図である。FIG. 7 is a schematic top view of a DPSK receiving circuit as a second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施例として光減衰器の上面外略図である。FIG. 5 is a schematic top view of an optical attenuator as a third embodiment of the present invention. 本発明の高温高湿(85℃85%)2000時間後のPDL変動を示す図である。It is a figure which shows the PDL fluctuation | variation after 2000 hours of high temperature high humidity (85 degreeC85%) of this invention. 本発明の第4の実施例として減衰器の上面概略図である。It is a top schematic diagram of an attenuator as a 4th example of the present invention. 従来技術によるマッハツェンダ干渉計回路の概略図である。1 is a schematic diagram of a Mach-Zehnder interferometer circuit according to the prior art. 従来技術による複屈折制御を行ったDQPSK受信回路の図である。It is a figure of the DQPSK receiving circuit which performed birefringence control by a prior art.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[実施例1]
図1は、本発明の第1の実施例としてDPSK受信回路100の概略図である。また、図2は、図1の線分A−A´の断面図である。
[Example 1]
FIG. 1 is a schematic diagram of a DPSK receiving circuit 100 as a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG.

最初に、具体的な構成について説明する。
図1において、本DPSK受信回路100は、二つの多モード干渉計型結合器102と、多モード干渉計型結合器102間に挟まれた2本のアーム導波路101と、アーム導波路101を分断するようにして形成された溝106に挿入されたポリイミド波長板103とから構成されている。このポリイミド波長板103は、光学主軸が伝搬方向と直交し、かつ、基板の水平方向から45度傾いており、遅軸と速軸をそれぞれ伝搬する偏波が設計波長の半波長相当の位相差を与えられる。この半波長板103は、TM偏波(もしくはTE偏波)をTE偏波(もしくはTM偏波)に偏波変換する偏波回転器として機能する。本MZI100は、FSRを40GHzとするため、2本のアーム導波路101の長さの差(ΔL)は5.06mmとしている。また、2本のアーム導波路101のうち長い方の導波路101の一部には、両脇に溝105を形成している。溝105との間隔であるリッジ幅を40μmとした。また、溝105に挟まれた光導波路の上面には、薄膜ヒータ104が形成されている。この薄膜ヒータは熱光学効果を利用した位相シフタとしての機能を付予するためのものであり、位相調整に用いる。また、溝を形成することによって、加熱領域を制限し低消費電力を実現する構成となっている。次に、リッジ構造型光導波路101の最適な長さ(L1)について言及する。リッジ幅40μmの複屈折は−8×10-4(B1)、通常の埋め込み型光導波路101の複屈折は5.5×10-4(B0)、2本のアーム導波路101長の差は5.11mm(ΔL)である。ここで、偏波に依存した光路長差Δ(BL)は下式で表すことができる。
First, a specific configuration will be described.
In FIG. 1, the DPSK receiving circuit 100 includes two multimode interferometer couplers 102, two arm waveguides 101 sandwiched between the multimode interferometer couplers 102, and an arm waveguide 101. It comprises a polyimide wave plate 103 inserted into a groove 106 formed so as to be divided. This polyimide wave plate 103 has an optical principal axis orthogonal to the propagation direction and inclined by 45 degrees from the horizontal direction of the substrate, and the polarized wave propagating along the slow axis and the fast axis is a phase difference corresponding to a half wavelength of the design wavelength. Is given. The half-wave plate 103 functions as a polarization rotator that performs polarization conversion of TM polarization (or TE polarization) to TE polarization (or TM polarization). Since the MZI 100 has an FSR of 40 GHz, the length difference (ΔL) between the two arm waveguides 101 is 5.06 mm. Further, grooves 105 are formed on both sides of a part of the longer one of the two arm waveguides 101. The ridge width, which is the distance from the groove 105, was 40 μm. A thin film heater 104 is formed on the upper surface of the optical waveguide sandwiched between the grooves 105. This thin film heater is used to add a function as a phase shifter utilizing the thermo-optic effect, and is used for phase adjustment. Further, by forming the groove, the heating region is limited and low power consumption is realized. Next, the optimum length (L 1 ) of the ridge structure type optical waveguide 101 will be described. The birefringence of the ridge width 40 μm is −8 × 10 −4 (B 1 ), and the birefringence of the normal buried optical waveguide 101 is 5.5 × 10 −4 (B 0 ). The difference is 5.11 mm (ΔL). Here, the optical path length difference Δ (BL) depending on the polarization can be expressed by the following equation.

Figure 2011059588
Figure 2011059588

つぎに、上式を零とすることにより偏波依存性を抑制できる。言い換えれば、式(6)を満たすL1を設計することにより、式(3)で表される偏波に依存した光路長差Δ(BL)を解消できる。 Next, the polarization dependence can be suppressed by setting the above equation to zero. In other words, by designing L 1 that satisfies Equation (6), the optical path length difference Δ (BL) depending on the polarization expressed by Equation (3) can be eliminated.

Figure 2011059588
Figure 2011059588

上記より、設計パラメータをまとめると、B1=−8e−4、ΔL=5.11mm、B=5.5e−4、L1=2.08mmとした。 From the above, the design parameters are summarized as follows: B 1 = −8e−4, ΔL = 5.11 mm, B = 5.5e−4, L 1 = 2.08 mm.

次に、リッジ幅を40μmとした理由について説明する。
本実施例で使用している埋め込み型光導波路101は、シリコン基板上201に、火炎堆積法を使用してSiO2を主体としたアンダークラッド層501およびSiO2にGeO2を添加したコア層203を堆積した後、コアを所望の形状に加工した後、オーバークラッド層502を堆積している。コア203とクラッド202との比屈折率差は1.5%である。また、アンダークラッド501、コア203、オーバークラッド502からなるクラッド202の厚さは40μmである。これに、リッジ構造を形成するための溝105を、シリコン基板が露出するまで形成している。つまり、溝105の深さはクラッド202厚さと同じ40μmである。また、クラッド202の厚さと同じく、リッジ幅は40μmとした。ここで、複屈折のリッジ幅依存性は図4に示され、複屈折のリッジ幅に対する微分値は、リッジ幅40μmのときゼロとなり極小となる。この時、複屈折変動はリッジ幅変動に対して極めて鈍感となる。
Next, the reason why the ridge width is 40 μm will be described.
The buried optical waveguide 101 used in the present example includes an under cladding layer 501 mainly composed of SiO 2 using a flame deposition method on a silicon substrate 201 and a core layer 203 in which GeO 2 is added to SiO 2 . After the core is processed, the core is processed into a desired shape, and then the over clad layer 502 is deposited. The relative refractive index difference between the core 203 and the clad 202 is 1.5%. Further, the thickness of the clad 202 composed of the under clad 501, the core 203 and the over clad 502 is 40 μm. In this, a groove 105 for forming a ridge structure is formed until the silicon substrate is exposed. That is, the depth of the groove 105 is 40 μm, which is the same as the thickness of the clad 202. Further, like the thickness of the clad 202, the ridge width was set to 40 μm. Here, the dependency of birefringence on the ridge width is shown in FIG. 4, and the differential value of the birefringence with respect to the ridge width is zero and minimal when the ridge width is 40 μm. At this time, the birefringence fluctuation is extremely insensitive to the ridge width fluctuation.

複屈折のリッジ幅依存性に関する挙動についてそのメカニズムを簡単に説明する。
複屈折には、応力が強く関与している。複屈折の発生は、コア203への応力が光弾性効果を介してTE偏光とTM偏光に異なる屈折率を与えていること(応力複屈折)に起因している。その際、応力の主要因は、シリコン基板とガラスの熱膨張係数差による横方向の圧縮応力と、オーバークラッド502とコア203との熱膨張係数差による縦方向の圧縮応力である。本発明のシリコン基板上の石英導波路においては、横方向の圧縮応力が縦方向の圧縮応力より大きく、複屈折および偏波依存性が発生する。一方、これらの光導波路の近傍に溝105を設けたリッジ構造型光導波路101の場合、縦方向・横方向の応力がリッジ幅によって増減し、複屈折はあるリッジ幅で極小値を獲得する。
The mechanism of the birefringence behavior related to the ridge width dependence will be briefly described.
Stress is strongly involved in birefringence. The occurrence of birefringence is due to the fact that stress on the core 203 gives different refractive indexes to TE polarized light and TM polarized light through the photoelastic effect (stress birefringence). At that time, the main factors of the stress are the lateral compressive stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the silicon substrate and the glass, and the longitudinal compressive stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the over clad 502 and the core 203. In the quartz waveguide on the silicon substrate of the present invention, the lateral compressive stress is larger than the longitudinal compressive stress, and birefringence and polarization dependency occur. On the other hand, in the case of the ridge structure type optical waveguide 101 in which the groove 105 is provided in the vicinity of these optical waveguides, the stress in the vertical direction and the horizontal direction increases or decreases depending on the ridge width, and the birefringence obtains a minimum value at a certain ridge width.

次に、高温高湿変動と複屈折変動の関連について簡単に説明する。
リッジ構造型光導波路を高温高湿試験など、湿度耐性に関する試験を行った際、リッジ構造の壁面などのエッチング面は、ガラスが変質し、応力が開放される状態となる。言い換えれば、壁面のガラスのみが変質し、あたかも、リッジ幅が細くなったかのような複屈折変動を示す。この複屈折の増減の向きは、図4に示す特性から推測でき、複屈折のリッジ幅に対する微分値の正負を入れ替えたものに符号が等しい。つまり、複屈折のリッジ幅に対する微分値がゼロとなるリッジ幅が40μmのリッジ構造は、ある試験時間では、試験による複屈折変動がゼロとなり、非常に安定な状態と言える。
Next, the relationship between high temperature and high humidity fluctuations and birefringence fluctuations will be briefly described.
When the ridge structure type optical waveguide is subjected to a humidity resistance test such as a high-temperature and high-humidity test, the etched surface such as the wall surface of the ridge structure is in a state where the glass is altered and the stress is released. In other words, only the glass on the wall surface is altered, showing birefringence fluctuations as if the ridge width was narrowed. The direction of increase / decrease in birefringence can be estimated from the characteristics shown in FIG. 4, and the sign is the same as that obtained by exchanging the sign of the differential value with respect to the ridge width of birefringence. In other words, the ridge structure having a ridge width of 40 μm in which the differential value with respect to the ridge width of the birefringence is zero can be said to be in a very stable state because the birefringence fluctuation due to the test becomes zero at a certain test time.

また、この安定な状態は、構造的には、リッジ幅と溝105の深さが等しいときに相当する。   This stable state is structurally equivalent to when the ridge width and the depth of the groove 105 are equal.

構造としては、図2に示すように、熱膨張係数が異なる基板上にクラッド202およびコア203が形成されており、クラッド202およびコア203の縦横比が1:1である構造となる。本構造を作製するには、クラッド202の厚さと溝105の深さとリッジ幅が全て一致する必要がある。しかしながら、図5や図6に示すように、溝の深さがクラッド202の厚さに対してずれたとしても、リッジ幅と溝105の深さが等しければ、本特許の効果は獲得される。また、リッジ幅が溝105の深さに対して1割程度のずれであれば、同様に効果は獲得される。これに関して、さらに説明を加えると、本特許は、リッジ幅と溝105の深さが等しい構造を形成することにより、複屈折のリッジ幅に対する変動が極小となるリッジ幅を使用することを目的としている。つまり、リッジ幅と溝105の深さが等しくなくとも、リッジ幅等の構造パラメータを変化させた結果、複屈折が微小値が獲得されるパラメータを使用することにより、同様な効果が獲得されることは明らかである。   As shown in FIG. 2, the clad 202 and the core 203 are formed on substrates having different thermal expansion coefficients, and the aspect ratio of the clad 202 and the core 203 is 1: 1. In order to fabricate this structure, the thickness of the clad 202, the depth of the groove 105, and the ridge width must all match. However, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, even if the groove depth is deviated from the thickness of the clad 202, the effect of this patent can be obtained if the ridge width and the groove 105 depth are equal. . Further, if the ridge width is shifted by about 10% with respect to the depth of the groove 105, the same effect can be obtained. In this regard, with further explanation, this patent aims to use a ridge width that minimizes the variation of the birefringence with respect to the ridge width by forming a structure in which the ridge width and the depth of the groove 105 are equal. Yes. That is, even if the ridge width and the depth of the groove 105 are not equal, the same effect can be obtained by using a parameter that can obtain a minute value of birefringence as a result of changing the structural parameter such as the ridge width. It is clear.

本実施例において、クラッド202はアンダークラッド501、コア103、オーバークラッド502から構成されているが、オーバークラッド502の上面にオーバークラッド502と同様な組成のガラスを別途、堆積した場合には、それらを含めた溝105の深さとリッジ幅が等しいことが重要である。   In this embodiment, the clad 202 is composed of the under clad 501, the core 103, and the over clad 502. However, when glass having the same composition as that of the over clad 502 is separately deposited on the upper surface of the over clad 502, It is important that the depth of the groove 105 including the ridge width is equal.

本実施例のDPSK受信回路100を、85℃85%の恒温槽に2000時間だけ放置した後の、偏波依存周波数差(PDf)の経時変化を図3に示す。リッジ幅が40μmの回路は、PDfの変動量が50MHz程度であった。一方、リッジ幅が80μmの回路では、PDf変動は、500MHzであり、40μmにおいてPDf変動が抑制されていることが確認できる。   FIG. 3 shows the time-dependent change of the polarization dependent frequency difference (PDf) after leaving the DPSK receiving circuit 100 of this example in a constant temperature bath at 85 ° C. and 85% for 2000 hours. The circuit with a ridge width of 40 μm had a PDf variation of about 50 MHz. On the other hand, in a circuit with a ridge width of 80 μm, the PDf variation is 500 MHz, and it can be confirmed that the PDf variation is suppressed at 40 μm.

本特許の別な効果として、プロセス誤差により発生したリッジ幅のずれに対して、複屈折変動が他のリッジ幅に比較して、少ないことが挙げられる。その結果として、光回路の特性のリッジ幅トレランスが高いと言える。   Another effect of this patent is that the birefringence fluctuation is smaller than the other ridge widths with respect to the ridge width shift caused by the process error. As a result, it can be said that the ridge width tolerance of the characteristics of the optical circuit is high.

[実施例2]
図7は、本発明で第2の実施例としてDPSK受信回路700の概略図である。
構成は実施例1と類似しているため、相違点のみ説明する。
相違点は、リッジ構造型光導波路701が2種類の異なるリッジ幅から構成されている点である。一方のリッジ幅は20μm、他方のリッジ幅は80μmとなっている。クラッド202の厚さは40μmであり、溝705、706の深さも40μmである。一方のリッジ幅は溝705、706の深さより短く、他方のリッジ幅は溝705、706の深さより長くなっている。また、複屈折は、リッジ幅20μmと80μmで、ともに−5.7×10-4である。ここで、リッジ幅20μmおよび80μmの複屈折をBnおよびBw、リッジ幅20μmおよび80μmの導波路長をLnおよびLwとする。次に、二つのアーム701間の長さの差をΔL、リッジ構造ではない通常導波路の複屈折をB0としたとき、式(7)を満たすことにより、偏波に依存した光路長差(Δ(BL))を解消できる。
[Example 2]
FIG. 7 is a schematic diagram of a DPSK receiving circuit 700 as a second embodiment of the present invention.
Since the configuration is similar to that of the first embodiment, only differences will be described.
The difference is that the ridge structure type optical waveguide 701 is composed of two different ridge widths. One ridge width is 20 μm, and the other ridge width is 80 μm. The thickness of the clad 202 is 40 μm, and the depths of the grooves 705 and 706 are also 40 μm. One ridge width is shorter than the depth of the grooves 705 and 706, and the other ridge width is longer than the depth of the grooves 705 and 706. The birefringence is −5.7 × 10 −4 for ridge widths of 20 μm and 80 μm. Here, B n and B w are birefringence with a ridge width of 20 μm and 80 μm, and L n and L w are waveguide lengths with a ridge width of 20 μm and 80 μm. Next, when the difference in length between the two arms 701 is ΔL and the birefringence of a normal waveguide that is not a ridge structure is B 0 , the optical path length difference depending on the polarization is satisfied by satisfying Equation (7). (Δ (BL)) can be eliminated.

Figure 2011059588
Figure 2011059588

高温高湿試験(85℃85%)2000時間後の複屈折変動は、リッジ幅が20μmのとき5×10-5(ΔBn)、リッジ幅が80μmのとき−1×10-5(ΔBw)であるため、下式を満たすように、それぞれの長さを決定することにより、複屈折変動の抑制が期待できる。つまり、一方の複屈折変動を他方の複屈折変動で相殺することによって、全体として複屈折変動を解消できる。 The birefringence fluctuation after 2000 hours at a high temperature and high humidity test (85 ° C. and 85%) is 5 × 10 −5 (ΔB n ) when the ridge width is 20 μm, and −1 × 10 −5 (ΔB w when the ridge width is 80 μm. Therefore, the birefringence fluctuation can be suppressed by determining each length so as to satisfy the following expression. That is, the birefringence fluctuation can be eliminated as a whole by canceling one birefringence fluctuation with the other birefringence fluctuation.

Figure 2011059588
Figure 2011059588

式(8)は、試験後の複屈折変動を、導波路の伝搬方向に積分した値と言い換えることができ、それがゼロとなることが重要である。   Equation (8) can be paraphrased as a value obtained by integrating the birefringence fluctuation after the test in the propagation direction of the waveguide, and it is important that it becomes zero.

前述の式(7)、(8)より、リッジ幅20μmの長さを0.42mm、リッジ幅80μmの長さを2.09mmとした。この長さを選択することにより、初期のPDfが抑制され、かつ、PDf変動も同時に抑制されることとなる。   From the above equations (7) and (8), the length of the ridge width of 20 μm was set to 0.42 mm, and the length of the ridge width of 80 μm was set to 2.09 mm. By selecting this length, initial PDf is suppressed, and PDf fluctuation is also suppressed at the same time.

本実施例のDPSK受信回路700を、85℃85%の恒温槽に2000時間だけ放置した後の、偏波依存周波数差(PDf)の変動量は55MHz程度であった。例えば、リッジ幅が80μmのものでは、PDf変動は500MHzであり、それに比較して、本実施例はPDf変動が抑制されていることが確認できる。   The fluctuation amount of the polarization dependent frequency difference (PDf) after leaving the DPSK receiving circuit 700 of this example in a constant temperature bath at 85 ° C. and 85% for 2000 hours was about 55 MHz. For example, when the ridge width is 80 μm, the PDf fluctuation is 500 MHz. Compared with this, it can be confirmed that the PDf fluctuation is suppressed in this embodiment.

本構成の特徴を以下に示す。本構成は、一方のリッジ幅を極端に狭くできることである。狭くしたリッジ幅にヒータ704を形成し、位相シフタとして機能させることにより、実施例1で使用したようなリッジ幅が40μmの位相シフタに比較して、はるかに低消費電力化が可能となる。   The characteristics of this configuration are shown below. This configuration is capable of extremely narrowing one ridge width. By forming the heater 704 in a narrow ridge width and functioning as a phase shifter, it is possible to achieve much lower power consumption than the phase shifter having a ridge width of 40 μm as used in the first embodiment.

本特許の別な効果として、プロセス誤差により発生したリッジ幅のずれに対して、複屈折変動が少ないことが上げられる。具体的には、リッジ構造を形成するエッチング工程において、その溝の幅にはプロセス誤差が発生する。本特許では、リッジ幅に対する複屈折変動の正負が逆となる、リッジ幅20μmと80μmを使用しており、溝幅シフトによる複屈折を相殺しあう効果がある。   Another effect of this patent is that the birefringence fluctuation is small with respect to the ridge width shift caused by the process error. Specifically, in the etching process for forming the ridge structure, a process error occurs in the width of the groove. In this patent, ridge widths of 20 μm and 80 μm are used in which the sign of birefringence fluctuation with respect to the ridge width is reversed, and there is an effect of canceling out birefringence due to groove width shift.

以上の実施例1および2では、FSRが40GHzのMZIを使用した。その他、20GHz、100GHzなど他のFSRであっても同様な効果が期待できる事は明白である。   In Examples 1 and 2 described above, MZI having an FSR of 40 GHz was used. In addition, it is obvious that the same effect can be expected with other FSRs such as 20 GHz and 100 GHz.

[実施例3]
図8は、本発明の第3の実施例として作製した可変光減衰器800の概略図である。
最初に、具体的な構成について説明する。
図8において、本可変光減衰器800は、二つの方向性結合器802と、方向性結合器802間に挟まれた2本のアーム導波路801と、アーム導波路801の上に形成された薄膜ヒータ803と、アーム導波路801の両脇に形成された溝804からなる。なお、本可変光減衰器800は、光路長で信号波長の半分に相当する、0.52μmのアーム間光路長差(ΔL)で設計している。薄膜ヒータ803は熱光学効果を利用した位相シフタとしての機能を付予している。また、溝を形成することによって、加熱領域を制限し低消費電力を実現する構成となっている。
[Example 3]
FIG. 8 is a schematic diagram of a variable optical attenuator 800 manufactured as the third embodiment of the present invention.
First, a specific configuration will be described.
In FIG. 8, the variable optical attenuator 800 is formed on two directional couplers 802, two arm waveguides 801 sandwiched between the directional couplers 802, and the arm waveguides 801. It consists of a thin film heater 803 and grooves 804 formed on both sides of the arm waveguide 801. The variable optical attenuator 800 is designed with an optical path length difference (ΔL) of 0.52 μm, which corresponds to half of the signal wavelength. The thin film heater 803 has a function as a phase shifter using a thermo-optic effect. Further, by forming the groove, the heating region is limited and low power consumption is realized.

次に、これに形成された溝からなるリッジ型光導波路の構造を説明する。
本実施例で使用している、埋め込み型光導波路は、実施例1と同様に、シリコンを基板201として、アンダークラッド501、コア203、オーバークラッド502からなる。クラッド202の厚さは40μmであり、リッジ幅も40μmとした。
Next, the structure of a ridge type optical waveguide composed of grooves formed in this will be described.
As in the first embodiment, the buried optical waveguide used in this embodiment includes an under clad 501, a core 203, and an over clad 502 using silicon as a substrate 201. The thickness of the clad 202 was 40 μm, and the ridge width was also 40 μm.

本実施例の可変光減衰器800を、85℃85%の恒温槽に2000時間だけ放置した後の、25dB減衰時の偏波依存損失(PDL)の経時変化を図9に示す。2000時間後でもPDL変動は0.1dB以下であった。一方、リッジ幅が20μmのものでは、PDL変動は、0.45dBであり、リッジ幅40μmではPDL変動が抑制されていることが確認できる。   FIG. 9 shows a change with time in polarization dependent loss (PDL) at 25 dB attenuation after the variable optical attenuator 800 of this example is left in a constant temperature bath at 85 ° C. and 85% for 2000 hours. Even after 2000 hours, the PDL fluctuation was 0.1 dB or less. On the other hand, when the ridge width is 20 μm, the PDL variation is 0.45 dB, and when the ridge width is 40 μm, it can be confirmed that the PDL variation is suppressed.

これは、複屈折変動が抑制されたことに起因している。簡単にメカニズムを説明する。
方向性結合器802で偏波結合が発生しており、方向性結合器802間の複屈折の導波路積分値によって、PDLは変化する。つまり、両脇に溝804を形成したリッジ型光導波路の複屈折が変化すると、前述の複屈折の導波路積分値が変動し、PDL変動となって現われる。さらに、実施例1と同じメカニズムによって、リッジ幅を溝804の深さと同じとすることによって、複屈折変動が抑制され、PDL変動が抑制される。
This is because the birefringence fluctuation is suppressed. The mechanism will be explained briefly.
Polarization coupling occurs in the directional coupler 802, and the PDL varies depending on the birefringent waveguide integral value between the directional couplers 802. That is, when the birefringence of the ridge-type optical waveguide in which the grooves 804 are formed on both sides is changed, the waveguide integral value of the birefringence described above changes and appears as PDL fluctuation. Further, by making the ridge width the same as the depth of the groove 804 by the same mechanism as in the first embodiment, birefringence fluctuations are suppressed and PDL fluctuations are suppressed.

[実施例4]
図10は、本発明の第4の実施例として可変光減衰器1000の概略図である。
構成は、実施例3とほぼ同じであるが、異なる点は、リッジ構造型光導波路1001が2種類の異なるリッジ幅から構成されている点である。クラッド202の厚さは40μmであり、溝804の深さは40μmである。一方のリッジ幅は20μm、他方のリッジ幅は80μmとなっており、溝804の深さである40μmより一方は短く、他方は長くなっている。また、複屈折は、リッジ幅20μmと80μmでともに−5.7e−4である。また、高温高湿試験(85℃85%)2000時間後の複屈折変動は、リッジ幅が20μmのとき、5e−5(ΔBn)であり、リッジ幅が80μmのとき−1e−5(ΔBw)であるので、それぞれのリッジ構造型光導波路の長さを、リッジ幅20μmでLnとし、リッジ幅80μmでLwとした時、式(9)を満たすように設定した。これにより、一方の複屈折変動を他方の複屈折変動で相殺することにより、全体として複屈折変動を解消できる。
[Example 4]
FIG. 10 is a schematic diagram of a variable optical attenuator 1000 as a fourth embodiment of the present invention.
The configuration is almost the same as that of the third embodiment, but the difference is that the ridge structure type optical waveguide 1001 is constituted by two different ridge widths. The thickness of the clad 202 is 40 μm, and the depth of the groove 804 is 40 μm. One ridge width is 20 μm and the other ridge width is 80 μm. One is shorter than the depth of 40 μm of the groove 804 and the other is longer. The birefringence is −5.7e-4 for both ridge widths of 20 μm and 80 μm. The birefringence fluctuation after 2000 hours at a high temperature and high humidity test (85 ° C. and 85%) is 5e-5 (ΔB n ) when the ridge width is 20 μm, and −1e-5 (ΔB when the ridge width is 80 μm. since a w), the length of each of the ridge structure-type optical waveguide, and L n at the ridge width 20 [mu] m, when the L w in ridge width 80 [mu] m, was set to satisfy equation (9). Thus, the birefringence fluctuation can be eliminated as a whole by canceling out one birefringence fluctuation with the other birefringence fluctuation.

Figure 2011059588
Figure 2011059588

つまり、リッジ幅20μmで0.3mm、リッジ幅が80μmで1.7mmとした。
本実施例の可変光減衰器を、85℃85%の恒温槽に2000時間だけ放置した後の、偏波依存損失差(PDL)の変動量は0.1dB以下であった。例えば、リッジ幅が20μmのものでは、PDL変動は0.45dBであり、それに比較して、本実施例のPDL変動が抑制されていることが確認できる。
That is, 0.3 mm when the ridge width is 20 μm and 1.7 mm when the ridge width is 80 μm.
After the variable optical attenuator of this example was left in a constant temperature bath at 85 ° C. and 85% for 2000 hours, the fluctuation amount of the polarization dependent loss difference (PDL) was 0.1 dB or less. For example, when the ridge width is 20 μm, the PDL fluctuation is 0.45 dB, and it can be confirmed that the PDL fluctuation of this embodiment is suppressed as compared with it.

本構成の特徴は、一方のリッジ幅を極端に狭くできることである。狭くしたリッジ幅のリッジ構造型導波路にヒータ1003を形成し、位相シフタとして機能させることにより、実施例4で使用したようなリッジ幅が40μmの位相シフタに比較して、はるかに低消費電力化が可能となる。   A feature of this configuration is that one ridge width can be extremely narrow. By forming the heater 1003 in a ridge structure type waveguide having a narrow ridge width and functioning as a phase shifter, the power consumption is much lower than that of the phase shifter having a ridge width of 40 μm as used in the fourth embodiment. Can be realized.

その他の適用回路として、非特許文献2に示されるような偏波分離/合成回路(PBS/PBC)が考えられる。これは、マッハツェンダ干渉計1002のアーム導波路1001の複屈折を所望の値に設計することにより、偏波分離/合成回路(PBS/PBC)としての機能を実現したものである。リッジ構造型光導波路においても複屈折を所望の値にすることが可能であるため、同様な回路が実現可能である。さらに、これに本特許を適用することによって、複屈折の高温高湿時(85℃85%)の変動を抑制もしくは解消できるため、PBS/PBCの偏波消光比の長期変動を抑制もしくは解消できることは容易に類推できる。   As another application circuit, a polarization separation / synthesis circuit (PBS / PBC) as shown in Non-Patent Document 2 can be considered. This realizes the function as a polarization separation / synthesis circuit (PBS / PBC) by designing the birefringence of the arm waveguide 1001 of the Mach-Zehnder interferometer 1002 to a desired value. Since the birefringence can be set to a desired value also in the ridge structure type optical waveguide, a similar circuit can be realized. Furthermore, by applying this patent to this, it is possible to suppress or eliminate fluctuations of birefringence at high temperature and high humidity (85 ° C. 85%), so that long-term fluctuations in the polarization extinction ratio of PBS / PBC can be suppressed or eliminated. Can be easily inferred.

101,701,801,1001 光導波路
102,702,802,1002 多モード干渉計
103,703 半波長板
104,704,803,1003 ヒータ
105,705,706,804,1004,1005 溝
201 シリコン基板
202 グラッド
203 コア
501 アンダークラッド
502 オーバークラッド
101, 701, 801, 1001 Optical waveguide 102, 702, 802, 1002 Multimode interferometer 103, 703 Half-wave plate 104, 704, 803, 1003 Heater 105, 705, 706, 804, 1004, 1005 Groove 201 Silicon substrate 202 Grad 203 core 501 under clad 502 over clad

Claims (4)

基板上に作製された光導波路において、
前記光導波路の一部に、前記光導波路の両脇に一対の溝が設けられ、
前記溝が設けられた部分の前記光導波路の複屈折の値が極小となるような溝の間隔をWとしたとき、
前記溝の間隔がWであることを特徴とする光導波路。
In an optical waveguide fabricated on a substrate,
A part of the optical waveguide is provided with a pair of grooves on both sides of the optical waveguide,
When the interval between the grooves is such that the value of the birefringence of the optical waveguide in the portion where the grooves are provided is minimized, W
An optical waveguide characterized in that an interval between the grooves is W.
基板上に作製された光導波路において、
前記光導波路の一部に、前記光導波路の両脇に一対の溝が設けられ、
前記溝の深さの距離をHとしたとき、
前記溝の間隔がHと等しいことを特徴とする光導波路。
In an optical waveguide fabricated on a substrate,
A part of the optical waveguide is provided with a pair of grooves on both sides of the optical waveguide,
When the distance of the depth of the groove is H,
An optical waveguide, wherein an interval between the grooves is equal to H.
前記光導波路のうち両脇に前記一対の溝が設けられた部分の上にヒータを備えることを特徴とする請求項1または2に記載の光導波路。   The optical waveguide according to claim 1, wherein a heater is provided on a portion of the optical waveguide where the pair of grooves are provided on both sides. 入力光が入力され、2N個(N:自然数)の分岐出力光を出力する光分岐部分と、
前記光分岐部分に接続され、N個の第1の分岐出力光がそれぞれ伝搬するN本の第1のアーム導波路と、
前記光分岐部分に接続され、N個の第2の分岐出力光がそれぞれ伝搬するN本の第2のアーム導波路と、
前記N本の第1のアーム導波路を伝搬する前記N個の第1の分岐出力光の1つと、前記N本の第2のアーム導波路を伝搬し、前記N個の第1の分岐出力光の前記1つに対応する前記N個の第2の分岐出力光の1つとをそれぞれ合成し、干渉させるN個の光合波回路とを備え、
前記N個の光合波部分のそれぞれは、前記光分岐部分と、前記N本の第1のアーム導波路の1本と、前記第1のアーム導波路の1本に対応する前記第2のアーム導波路の1本と共にそれぞれ干渉計を構成し、
請求項1乃至3のいずれかに記載の光導波路が、前記N個のそれぞれの干渉計を構成する前記第1のアーム導波路と前記第2のアーム導波路の少なくとも一方に配置されていることを特徴とするマッハツェンダ干渉計回路。
An optical branching unit that receives input light and outputs 2N (N: natural number) branching output light;
N first arm waveguides that are connected to the optical branching portion and through which each of the N first branched output lights propagates,
N second arm waveguides that are connected to the optical branching part and through which the N second branched output lights respectively propagate;
One of the N first branch output lights propagating through the N first arm waveguides, and the N second arm waveguides propagating through the N second arm waveguides. N optical combining circuits that respectively combine and interfere with one of the N second branched output lights corresponding to the one of the light,
Each of the N optical multiplexing portions includes the optical branching portion, one of the N first arm waveguides, and the second arm corresponding to one of the first arm waveguides. Each interferometer is configured with one of the waveguides,
4. The optical waveguide according to claim 1, wherein the optical waveguide is disposed in at least one of the first arm waveguide and the second arm waveguide constituting the N interferometers. A Mach-Zehnder interferometer circuit.
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