JP2019008255A

JP2019008255A - Optical waveguide filter and light source device

Info

Publication number: JP2019008255A
Application number: JP2017126668A
Authority: JP
Inventors: 吉川　博道; Hiromichi Yoshikawa; 博道吉川; 丈也杉田; Takeya Sugita; 直樹松井; Naoki Matsui
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2019-01-17

Abstract

【課題】挿入損失を抑制して性能を改善した光導波路フィルタ、及び、該光導波路フィルタを用いた光源装置を提供する。【解決手段】光導波路フィルタ１０は、第１誘電体１１と第２誘電体１４とを有する。第１誘電体１１は、入力部１２及び出力部１３の間で第１方向（ｘ軸方向）に延びる。第１誘電体１１は、第１方向及び第１方向に交差する第２方向（ｙ軸方向）に沿う第１面１１ａ及び第２面１１ｂを有し、第１面１１ａ及び第２面１１ｂの間を貫通する複数の孔部１５であって、第１誘電体１１よりも低い比誘電率を有する孔部１５が第１方向に並んで設けられる。第２誘電体１４は、第１誘電体１１の少なくとも第１面１１ａ及び第２面１１ｂを覆い、第１誘電体１１よりも低い比誘電率を有する。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical waveguide filter having suppressed insertion loss and improved performance, and a light source device using the optical waveguide filter. An optical waveguide filter 10 has a first dielectric 11 and a second dielectric 14. The first dielectric 11 extends in the first direction (x-axis direction) between the input unit 12 and the output unit 13. The first dielectric 11 has a first surface 11a and a second surface 11b along a second direction (y-axis direction) intersecting the first direction and the first direction, and the first surface 11a and the second surface 11b. A plurality of holes 15 penetrating between the holes 15 having a relative permittivity lower than that of the first dielectric 11 are provided side by side in the first direction. The second dielectric 14 covers at least the first surface 11a and the second surface 11b of the first dielectric 11 and has a lower relative permittivity than the first dielectric 11. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本開示は、光導波路フィルタ、及び、光源装置に関する。 The present disclosure relates to an optical waveguide filter and a light source device.

半導体製造用の微細加工技術を利用することにより、小型で集積化可能な光導波路フィルタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。光導波路フィルタは、導波路の構造に周期性を持たせることにより、伝搬する光に周期的な摂動を与える。光導波路フィルタは、この周期的摂動より発生するブラッグ反射により、波長選択性を有する。 An optical waveguide filter that is small and can be integrated by utilizing a microfabrication technique for semiconductor manufacturing has been proposed (for example, see Patent Document 1). The optical waveguide filter imparts periodic perturbation to the propagating light by providing the waveguide structure with periodicity. The optical waveguide filter has wavelength selectivity due to Bragg reflection generated by this periodic perturbation.

特開２００４−７００１５号公報JP 2004-70015 A

光導波路フィルタは、入力部と出力部との間で、光導波路の構造に起因する損失が少ないことが好ましい。 The optical waveguide filter preferably has a small loss due to the structure of the optical waveguide between the input portion and the output portion.

本開示の目的は、挿入損失を抑制した良好な性能を有する光導波路フィルタ、及び、該光導波路フィルタを用いた光源装置を提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide an optical waveguide filter having good performance in which insertion loss is suppressed, and a light source device using the optical waveguide filter.

本開示の光導波路フィルタは、第１誘電体と第２誘電体とを含む。第１誘電体は、入力部及び出力部の間で第１方向に延びる。第１誘電体は、第１方向及び該第１方向に交差する第２方向に沿う第１面及び第２面を有する。第１誘電体は、第１面及び第２面の間を貫通する複数の孔部であって、第１誘電体よりも低い比誘電率を有する孔部が第１方向に並んで設けられる。第２誘電体は、第１誘電体の少なくとも第１面及び第２面を覆う。第２誘電体は、第１誘電体よりも低い比誘電率を有する。 The optical waveguide filter of the present disclosure includes a first dielectric and a second dielectric. The first dielectric extends in the first direction between the input unit and the output unit. The first dielectric has a first surface and a second surface along a first direction and a second direction intersecting the first direction. The first dielectric is a plurality of holes penetrating between the first surface and the second surface, and holes having a relative dielectric constant lower than that of the first dielectric are provided side by side in the first direction. The second dielectric covers at least the first surface and the second surface of the first dielectric. The second dielectric has a relative dielectric constant lower than that of the first dielectric.

本開示の光源装置は、光導波路フィルタと光源とを有する。光導波路フィルタは、第１誘電体と第２誘電体とを含む。第１誘電体は、入力部及び出力部の間で第１方向に延びる。第１誘電体は、第１方向及び該第１方向に交差する第２方向に沿う第１面及び第２面を有する。第１誘電体は、第１面及び第２面の間を貫通する複数の孔部であって、第１誘電体よりも低い比誘電率を有する孔部が第１方向に並んで設けられる。第２誘電体は、第１誘電体の少なくとも第１面及び第２面を覆う。第２誘電体は、第１誘電体よりも低い比誘電率を有する。光源は、入力部に光学的に接続される。 The light source device of the present disclosure includes an optical waveguide filter and a light source. The optical waveguide filter includes a first dielectric and a second dielectric. The first dielectric extends in the first direction between the input unit and the output unit. The first dielectric has a first surface and a second surface along a first direction and a second direction intersecting the first direction. The first dielectric is a plurality of holes penetrating between the first surface and the second surface, and holes having a relative dielectric constant lower than that of the first dielectric are provided side by side in the first direction. The second dielectric covers at least the first surface and the second surface of the first dielectric. The second dielectric has a relative dielectric constant lower than that of the first dielectric. The light source is optically connected to the input unit.

本発明の実施形態によれば、挿入損失を抑制した良好な性能を有する光導波路フィルタ、及び、該光導波路フィルタを用いた光源装置を提供することができる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to provide an optical waveguide filter having good performance with reduced insertion loss, and a light source device using the optical waveguide filter.

第１実施形態に係る光導波路フィルタの斜視図である。It is a perspective view of the optical waveguide filter concerning a 1st embodiment. 図１の光導波路フィルタの正面図である。It is a front view of the optical waveguide filter of FIG. 図１の光導波路フィルタの側面図である。It is a side view of the optical waveguide filter of FIG. 図１の光導波路フィルタの図２，３におけるＡ−Ａ’断面図（ｘｙ平面による断面図）である。2 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ in FIG. 2 and FIG. 3 (cross-sectional view taken along the xy plane) of the optical waveguide filter of FIG. 1. 図１の光導波路フィルタの図４におけるＢ−Ｂ'断面図（ｙｚ平面による断面図）である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 4 of the optical waveguide filter of FIG. 第４誘電体により覆われた図１の光導波路フィルタを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the optical waveguide filter of FIG. 1 covered with the 4th dielectric material. 第２実施形態に係る光導波路フィルタのｘｙ平面による断面図である。It is sectional drawing by xy plane of the optical waveguide filter which concerns on 2nd Embodiment. 図７の光導波路フィルタのｙｚ平面による断面図である。It is sectional drawing by yz plane of the optical waveguide filter of FIG. 実施例に係る光導波路フィルタの寸法を示す正面図である。It is a front view which shows the dimension of the optical waveguide filter which concerns on an Example. 実施例に係る光導波路フィルタの寸法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the dimension of the optical waveguide filter which concerns on an Example. 実施例に係る光導波路フィルタの透過係数Ｓ_２１及び反射係数Ｓ_１１を示す図である。Is a diagram showing a transmission coefficient S ₂₁ and the reflection coefficient S ₁₁ of the optical waveguide filter according to the embodiment. 光源と光導波路フィルタとを組み合わせた光源装置の一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the light source device which combined the light source and the optical waveguide filter. 接続用光導波路を有する光導波路フィルタの一実施形態を示す正面図である。It is a front view showing one embodiment of an optical waveguide filter which has an optical waveguide for connection. 接続用光導波路を有する光導波路フィルタの他の一実施形態を示す正面図である。It is a front view which shows other one Embodiment of the optical waveguide filter which has an optical waveguide for connection. 第１実施形態及び第２実施形態とは異なる構成の光導波路フィルタの一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the optical waveguide filter of the structure different from 1st Embodiment and 2nd Embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものである。図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The drawings used in the following description are schematic. The dimensional ratios on the drawings do not necessarily match the actual ones.

（第１実施形態）
図１から図５を参照して、一実施形態に係る光導波路フィルタ１０について説明する。 (First embodiment)
An optical waveguide filter 10 according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

図１の斜視図及び図２の正面図に示すように、光導波路フィルタ１０は、第１方向に延びる第１誘電体１１を有する。第１方向は、各図面においてｘ軸方向として示される。光導波路フィルタ１０を伝搬する光は、主として第１誘電体１１内を伝搬する。第１誘電体１１のｘ軸方向における両端面は、入力部１２及び出力部１３となっている。光導波路フィルタ１０により波長選択される正規の光は、入力部１２から入射して、出力部１３から出力される。入力部１２は第１ポートと呼ばれうる。出力ポートは第２ポートと呼ばれうる。本願において「光」は、可視光及び近赤外光を含むがこれに限られない。「光」は、遠赤外線からＸ線までの波長の電磁波を含みうる。 As shown in the perspective view of FIG. 1 and the front view of FIG. 2, the optical waveguide filter 10 includes a first dielectric 11 extending in the first direction. The first direction is shown as the x-axis direction in each drawing. The light propagating through the optical waveguide filter 10 mainly propagates through the first dielectric 11. Both end surfaces of the first dielectric 11 in the x-axis direction are an input unit 12 and an output unit 13. The regular light whose wavelength is selected by the optical waveguide filter 10 enters from the input unit 12 and is output from the output unit 13. The input unit 12 can be referred to as a first port. The output port can be referred to as the second port. In the present application, “light” includes, but is not limited to, visible light and near infrared light. “Light” can include electromagnetic waves with wavelengths from far infrared to X-rays.

第１誘電体１１は、図３の側面図及び図５の断面図からもわかるように、第１方向に交差する断面の外周形状が略矩形形状となっている。第１方向に交差する断面は、第１方向に直交する断面を含む。第１誘電体１１は、第１方向及び第１方向に交差する第２方向に沿う互いに対向する第１面１１ａ及び第２面１１ｂを有する。第２方向は、各図面においてｙ軸方向として示される。また、第１方向及び第２方向に交差する方向を第３方向と呼ぶ。第３方向は、各図面においてｚ軸方向として示される。第１誘電体１１は、第１方向及び第３方向に沿う互いに対向する第３面１１ｃ及び第４面１１ｄを有する。第１方向、第２方向及び第３方向は互いに直交してよい。第１誘電体１１は、第３方向に比べ第２方向に長い寸法を有してよい。 As can be seen from the side view of FIG. 3 and the cross-sectional view of FIG. 5, the first dielectric 11 has a substantially rectangular outer peripheral shape in a cross section intersecting the first direction. The cross section intersecting the first direction includes a cross section orthogonal to the first direction. The first dielectric 11 has a first surface 11a and a second surface 11b facing each other along a second direction intersecting the first direction and the first direction. The second direction is shown as the y-axis direction in each drawing. A direction intersecting the first direction and the second direction is referred to as a third direction. The third direction is shown as the z-axis direction in each drawing. The first dielectric 11 has a third surface 11c and a fourth surface 11d facing each other along the first direction and the third direction. The first direction, the second direction, and the third direction may be orthogonal to each other. The first dielectric 11 may have a dimension that is longer in the second direction than in the third direction.

以下において、第１方向、第２方向及び第３方向は、それぞれ、ｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向として記載する。ｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向の長さを、それぞれ「幅」、「奥行き」、「高さ」と呼ぶことがある。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の原点は、第１誘電体１１の中心にあるものとする。第１誘電体１１の中心を通りｘ軸方向及びｙ軸方向に平行な面は、ｘｙ平面と呼ばれる。第１誘電体１１の中心を通りｙ軸方向及びｚ軸方向に平行な面は、ｙｚ平面と呼ばれる。第誘電体１１の中心を通りｚ軸方向及びｘ軸方向に平行な面は、ｚｘ平面と呼ばれる。 Hereinafter, the first direction, the second direction, and the third direction are described as an x-axis direction, a y-axis direction, and a z-axis direction, respectively. The lengths in the x-axis direction, y-axis direction, and z-axis direction may be referred to as “width”, “depth”, and “height”, respectively. The origins of the x-axis, y-axis, and z-axis are assumed to be at the center of the first dielectric 11. A plane passing through the center of the first dielectric 11 and parallel to the x-axis direction and the y-axis direction is called an xy plane. A plane passing through the center of the first dielectric 11 and parallel to the y-axis direction and the z-axis direction is called a yz plane. A plane passing through the center of the first dielectric 11 and parallel to the z-axis direction and the x-axis direction is called a zx plane.

図１から図３に示すように、第１誘電体１１の第１面１１ａ側及び第２面１１ｂ側に接して、第２誘電体の第１層１４ａ及び第２層１４ｂが、それぞれ、第１面１１ａ及び第２面１１ｂを覆うように配置される。以下において、第２誘電体の第１層１４ａ及び第２層１４ｂを適宜まとめて第２誘電体１４として表記する。第２誘電体１４の第１層１４ａと第２層１４ｂとは、同じ材料で構成されてよく、異なる材料で構成されてよい。光導波路フィルタ１０は、少なくとも２種類の誘電体材料から構成されうる。光導波路フィルタ１０は、第１誘電体１１及び、第１誘電体１１を挟む第２誘電体１４の第１層１４ａ及び第２層１４ｂからなる３層構造を有してよい。 As shown in FIGS. 1 to 3, the first dielectric layer 14 a and the second dielectric layer 14 b are in contact with the first surface 11 a side and the second surface 11 b side of the first dielectric 11, respectively. It arrange | positions so that the 1st surface 11a and the 2nd surface 11b may be covered. Hereinafter, the first dielectric layer 14a and the second dielectric layer 14b are collectively referred to as the second dielectric material 14 as appropriate. The first layer 14a and the second layer 14b of the second dielectric 14 may be made of the same material or different materials. The optical waveguide filter 10 can be composed of at least two types of dielectric materials. The optical waveguide filter 10 may have a three-layer structure including a first dielectric 11 and a first layer 14 a and a second layer 14 b of a second dielectric 14 sandwiching the first dielectric 11.

第１誘電体１１に比べ、第２誘電体１４は比誘電率の低い材料により構成される。第１誘電体１１と第２誘電体１４との材料は、使用する波長領域で光透過性が高く、誘電率差を生じる材料であれば限定されない。第１誘電体１１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）とすることができる。第２誘電体１４は、例えば、石英ガラス（ＳｉＯ_２）とすることができる。シリコンの比誘電率は、約１２．０、石英ガラスの比誘電率は２．０〜２．４である。第１誘電体１１と第２誘電体１４との組み合わせは、シリコンと石英ガラスとに限られない。光導波路フィルタ１０が適用される光の波長等の条件に応じて、適宜材料を選択することができる。シリコンの吸収端波長は約１．１μｍ（マイクロメートル）であり、波長１．２μｍ〜６μｍの近赤外波長においては低損失である。したがって、シリコンの第１誘電体１１及び石英ガラスの第２誘電体１４により構成される光導波路は、光通信において使用される波長１．３μｍ帯及び１．５５μｍ帯の光を低損失で伝搬させることができる。後述する孔部１５が設けられていない部分で、第１誘電体１１は、光導波路のコアとして機能する。第２誘電体１４は、光導波路のクラッドとして機能する。 Compared to the first dielectric 11, the second dielectric 14 is made of a material having a low relative dielectric constant. The material of the first dielectric 11 and the second dielectric 14 is not limited as long as the material has high light transmittance in the wavelength region to be used and causes a dielectric constant difference. The first dielectric 11 can be, for example, silicon (Si). The second dielectric 14 can be, for example, quartz glass (SiO ₂ ). The relative dielectric constant of silicon is about 12.0, and the relative dielectric constant of quartz glass is 2.0 to 2.4. The combination of the first dielectric 11 and the second dielectric 14 is not limited to silicon and quartz glass. A material can be appropriately selected according to conditions such as the wavelength of light to which the optical waveguide filter 10 is applied. The absorption edge wavelength of silicon is about 1.1 μm (micrometer), and the loss is low at near infrared wavelengths of 1.2 μm to 6 μm. Therefore, the optical waveguide composed of the first dielectric 11 made of silicon and the second dielectric 14 made of quartz glass propagates light of wavelengths 1.3 μm and 1.55 μm used in optical communication with low loss. be able to. The first dielectric 11 functions as a core of the optical waveguide at a portion where a hole 15 to be described later is not provided. The second dielectric 14 functions as a cladding of the optical waveguide.

第１誘電体１１及び第２誘電体１４により形成される光導波路フィルタ１０は、単一モードでの導波条件を満たしてよい。光導波路フィルタ１０が単一モードでの導波条件を満たす場合、伝達される信号の波形の崩れが少ない。したがって、単一モードでの導波条件を満たす光導波路フィルタ１０は、光通信用途に特に適している。 The optical waveguide filter 10 formed by the first dielectric 11 and the second dielectric 14 may satisfy a single mode waveguide condition. When the optical waveguide filter 10 satisfies the waveguide condition in the single mode, the waveform of the transmitted signal is less disrupted. Therefore, the optical waveguide filter 10 that satisfies the waveguide condition in the single mode is particularly suitable for optical communication applications.

第１誘電体１１の比誘電率は、ｚ軸方向に空間的に一定でなくてもよい。例えば、第１誘電体１１の比誘電率は、ｚ軸方向の中央部が高く中央部から離れた両側端が低くなっていてよい。第１誘電体１１は、グレーデッド・インデックス型光ファイバと同様の原理により、光を伝搬させることができる。 The relative dielectric constant of the first dielectric 11 may not be spatially constant in the z-axis direction. For example, the relative permittivity of the first dielectric 11 may be high in the central part in the z-axis direction and low at both side edges away from the central part. The first dielectric 11 can propagate light according to the same principle as a graded index optical fiber.

図１、図４及び図５に示すように、第１誘電体１１の第１面１１ａと第２面１１ｂとの間には、複数の孔部１５がｘ軸方向に並んで設けられている。孔部１５の数は、２以上の任意の数としうる。図５に示すように、孔部１５は、第２誘電体１４の第１層１４ａ及び第２層１４ｂに設けられた孔部に連なってよい。すなわち、孔部１５は、第２誘電体１４の第１層１４ａの上面から第２層１４ｂ下面まで、貫通するように一体的に設けられてよい。孔部１５には、第３誘電体１７が充填されてよい。第３誘電体１７は、第１誘電体１１よりも低い比誘電率を有する。 As shown in FIGS. 1, 4, and 5, a plurality of holes 15 are provided side by side in the x-axis direction between the first surface 11 a and the second surface 11 b of the first dielectric 11. . The number of the holes 15 may be an arbitrary number of 2 or more. As shown in FIG. 5, the hole 15 may be connected to a hole provided in the first layer 14 a and the second layer 14 b of the second dielectric 14. That is, the hole 15 may be integrally provided so as to penetrate from the upper surface of the first layer 14a of the second dielectric 14 to the lower surface of the second layer 14b. The hole 15 may be filled with a third dielectric 17. The third dielectric 17 has a relative dielectric constant lower than that of the first dielectric 11.

各孔部１５は、ｚ軸方向に沿う柱状としうる。孔部１５は、ｘｙ平面による断面形状を、各辺がｘ軸方向及びｙ軸方向に延びる矩形形状とすることができる。この場合の孔部１５の形状は、四角柱状である。孔部１５全体の形状は、四角柱状に限られず、円柱状、三角柱状等種々の形状とすることができる。 Each hole 15 may have a columnar shape along the z-axis direction. The hole 15 may have a rectangular shape with each side extending in the x-axis direction and the y-axis direction. The shape of the hole 15 in this case is a quadrangular prism shape. The shape of the whole hole 15 is not limited to a square columnar shape, and may be various shapes such as a columnar shape and a triangular prism shape.

複数の孔部１５は、同一形状を有しｘ軸方向に周期的に配列しうる。例えば、図１、図４に示されるように孔部１５が四角柱の形状の場合、ｘ軸方向の幅及びｙ軸方向の奥行きが等しい孔部１５が、ｘ軸方向に等間隔で配列されうる。このように、同一形状の複数の孔部１５が周期的に配列された場合、光導波路フィルタ１０は、ブラッグ回折格子を構成しうる。第１誘電体１１の入力部１２から入力された光のうち、ブラッグ反射条件を満たす波長の光は光導波路フィルタ１０で反射され入力部１２に戻る。他の波長の光は、光導波路フィルタ１０を透過して出力部１３から出力される。 The plurality of holes 15 have the same shape and can be periodically arranged in the x-axis direction. For example, as shown in FIGS. 1 and 4, when the holes 15 have a quadrangular prism shape, the holes 15 having the same width in the x-axis direction and the same depth in the y-axis direction are arranged at equal intervals in the x-axis direction. sell. As described above, when the plurality of holes 15 having the same shape are periodically arranged, the optical waveguide filter 10 can constitute a Bragg diffraction grating. Of the light input from the input unit 12 of the first dielectric 11, light having a wavelength that satisfies the Bragg reflection condition is reflected by the optical waveguide filter 10 and returns to the input unit 12. Light of other wavelengths passes through the optical waveguide filter 10 and is output from the output unit 13.

複数の孔部１５は、同一形状且つ周期的に配列されると特定の波長に対して特性を発現するが、そのようなものに限られない。透過率および反射率の波長特性に波長幅を持たせる等の調節をするために、複数の孔部１５は、同一形状及び同一周期から意図的にずらして構成されうる。例えば、図１及び図４に示されるように、孔部１５が四角柱の形状の場合、所望のフィルタ特性に基づいて、各孔部１５のｘ軸方向の幅および隣接する孔部１５の間の間隔が設計されうる。 The plurality of hole portions 15 exhibit characteristics with respect to a specific wavelength when arranged in the same shape and periodically, but are not limited thereto. In order to adjust the wavelength characteristics of the transmittance and reflectance to have a wavelength width, the plurality of holes 15 can be intentionally shifted from the same shape and the same period. For example, as shown in FIGS. 1 and 4, when the hole 15 has a quadrangular prism shape, the width of each hole 15 in the x-axis direction and the distance between adjacent holes 15 are determined based on desired filter characteristics. Intervals can be designed.

孔部１５は、ｚ軸方向に沿う方向に見たとき、第１誘電体１１の内側に位置する。言い換えれば、孔部１５は第３面１１ｃ及び／又は第４面１１ｄに接していない。したがって、第１誘電体１１は、ｚｘ平面に平行な側面のｘ軸方向に沿う方向に段差が無く、ｙ軸方向の幅が一定である。 The hole 15 is located inside the first dielectric 11 when viewed in the direction along the z-axis direction. In other words, the hole 15 does not contact the third surface 11c and / or the fourth surface 11d. Therefore, the first dielectric 11 has no step in the direction along the x-axis direction of the side surface parallel to the zx plane, and the width in the y-axis direction is constant.

図６に示すように、光導波路フィルタ１０は、例えばシリコン又は石英ガラスから成る基板１８上に形成されｙ軸方向の側面及びｚ軸方向の上部を第４誘電体１９に囲まれていてよい。すなわち、光導波路フィルタ１０は、ｘ軸方向の周りに少なくとも部分的に第４誘電体１９により取り囲まれていてよい。第４誘電体１９は、第１誘電体１１よりも低い比誘電率を有してよい。第４誘電体１９は、第２誘電体１４及び／又は第３誘電体１７と同じ材料で構成されてよい。例えば、第４誘電体１９は、石英ガラス、ポリマー材料等としうる。第４誘電体１９に代えて、光導波路フィルタ１０のｙ軸方向の側面及びｚ軸方向の上部に存在する、空気、その他の気体又は真空が、誘電体としての働きをしてもよい。すなわち、光導波路フィルタ１０は、空気中或は真空中、第１誘電体よりも誘電率の低い液体中に配置されてもよい。 As shown in FIG. 6, the optical waveguide filter 10 may be formed on a substrate 18 made of, for example, silicon or quartz glass, and may be surrounded by a fourth dielectric 19 on a side surface in the y-axis direction and an upper portion in the z-axis direction. That is, the optical waveguide filter 10 may be at least partially surrounded by the fourth dielectric 19 around the x-axis direction. The fourth dielectric 19 may have a relative dielectric constant lower than that of the first dielectric 11. The fourth dielectric 19 may be made of the same material as the second dielectric 14 and / or the third dielectric 17. For example, the fourth dielectric 19 can be quartz glass, a polymer material, or the like. Instead of the fourth dielectric 19, air, other gas, or vacuum existing on the side surface in the y-axis direction and the upper part in the z-axis direction of the optical waveguide filter 10 may serve as a dielectric. That is, the optical waveguide filter 10 may be disposed in a liquid having a dielectric constant lower than that of the first dielectric in air or vacuum.

以上のような構成により、光導波路フィルタ１０は、所定の波長領域の光を選択的に伝搬させる。以下に、光導波路フィルタ１０の作用を説明する。 With the above configuration, the optical waveguide filter 10 selectively propagates light in a predetermined wavelength region. The operation of the optical waveguide filter 10 will be described below.

動作状態において、入力部１２には、主電界方向がｙ軸方向の所定の波長領域の直線偏光が入射される。図１において主電界Ｅの方向、及び、これに直交する磁界Ｈの方向（ｚ軸方向）を示す。第１誘電体１１は、所定の波長領域の光に対する透過性を有する。この光は、第１誘電体１１と第２誘電体１４との間の界面において、屈折率差により全反射しながら、第１誘電体１１の長手方向であるｘ軸方向に伝搬される。また、第１誘電体１１は、ｚ軸方向の高さが伝搬する光の波長よりも短い。そのため、光導波路フィルタ１０を伝搬する光の一部は、第２誘電体１４の第１層１４ａ及び第２層１４ｂに染み出す。第２誘電体１４は、比誘電率が第１誘電体１１の比誘電率よりも低く、光導波路フィルタ１０の外部の比誘電率（空気の場合約１）よりも高い。これにより、第２誘電体１４は、ｚ軸方向の光の漏れを抑制し、光導波路フィルタ１０の外部への放射によるエネルギーの損失を抑制する。 In the operating state, linearly polarized light having a predetermined wavelength region whose main electric field direction is the y-axis direction is incident on the input unit 12. In FIG. 1, the direction of the main electric field E and the direction of the magnetic field H orthogonal to the main electric field E (z-axis direction) are shown. The first dielectric 11 is transmissive to light in a predetermined wavelength region. This light is propagated in the x-axis direction which is the longitudinal direction of the first dielectric 11 while being totally reflected by the difference in refractive index at the interface between the first dielectric 11 and the second dielectric 14. The first dielectric 11 has a height in the z-axis direction that is shorter than the wavelength of light propagating. Therefore, a part of the light propagating through the optical waveguide filter 10 oozes out to the first layer 14 a and the second layer 14 b of the second dielectric 14. The second dielectric 14 has a relative dielectric constant lower than that of the first dielectric 11 and higher than a relative dielectric constant outside the optical waveguide filter 10 (about 1 in the case of air). Thus, the second dielectric 14 suppresses light leakage in the z-axis direction and suppresses energy loss due to radiation to the outside of the optical waveguide filter 10.

入力部１２から入力された光は、ｘ軸方向に同一形状で周期的に配列された複数の孔部１５、または、ｘ軸方向に同一形状で周期的な配列からずらして配列された複数の孔部１５によって、一部の波長領域の光が反射され入力部１２に戻る。一方、入力部１２から入力された光の他の波長領域の光が透過され、出力部１３から出力される。このようにして、光導波路フィルタ１０は、波長選択性を有しフィルタとして機能する。 The light input from the input unit 12 is a plurality of holes 15 periodically arranged in the same shape in the x-axis direction or a plurality of holes arranged in the same shape and shifted in the x-axis direction from the periodic array. The light in a part of the wavelength region is reflected by the hole 15 and returns to the input unit 12. On the other hand, light in another wavelength region of light input from the input unit 12 is transmitted and output from the output unit 13. In this way, the optical waveguide filter 10 has wavelength selectivity and functions as a filter.

光導波路フィルタ１０は、ｚ軸方向に沿う方向から見た孔部１５が第１誘電体１１の内側に位置する。すなわち、フィルタ機能をもたらす構造要素が、ｘｙ面内で第１誘電体１１の外部と直接繋がっていない。このため、フィルタ機能を実現するための構造により生じる、外部への放射を抑制することができる。 In the optical waveguide filter 10, the hole 15 viewed from the direction along the z-axis direction is positioned inside the first dielectric 11. That is, the structural element that provides the filter function is not directly connected to the outside of the first dielectric 11 in the xy plane. For this reason, the radiation | emission to the exterior produced by the structure for implement | achieving a filter function can be suppressed.

第１誘電体１１の第３面１１ｃ及び第４面１１ｄに凹凸があり、第１誘電体１１の主電界方向（ｙ軸方向）の幅が光の伝搬方向（ｘ軸方向）に沿って変化すると、光が、この凹凸の部分で境界を越えながら伝播することになる。このため、第１誘電体１１内を伝搬してきた光の一部は、第１誘電体１１の外部へ放射される。例えば、孔部１５に代えて、第１誘電体１１の第３面１１ｃ及び／又は第４面１１ｄに切り欠きを設けた場合、又は、第１誘電体１１をｘ軸方向に不連続となるように切断した場合、主電界方向の幅が不連続に変化する部分からの放射による挿入損失が生じうる。 The third surface 11c and the fourth surface 11d of the first dielectric 11 have irregularities, and the width of the first dielectric 11 in the main electric field direction (y-axis direction) changes along the light propagation direction (x-axis direction). Then, light propagates across the boundary at the uneven portion. For this reason, part of the light propagating through the first dielectric 11 is radiated to the outside of the first dielectric 11. For example, instead of the hole portion 15, a notch is provided in the third surface 11 c and / or the fourth surface 11 d of the first dielectric 11, or the first dielectric 11 is discontinuous in the x-axis direction. In such a case, insertion loss due to radiation from a portion where the width in the main electric field direction changes discontinuously may occur.

本開示の一実施形態に係る光導波路フィルタ１０では、第１誘電体１１の第３面１１ｃおよび第４面１１ｄに凹凸がなく、平坦な形状となっているので、放射が生じにくく挿入損失が低く抑えられる。これにより、光導波路フィルタ１０は、挿入損失の少ない良好な性能を有する。 In the optical waveguide filter 10 according to an embodiment of the present disclosure, the third surface 11c and the fourth surface 11d of the first dielectric 11 have no irregularities and have a flat shape. It can be kept low. Thereby, the optical waveguide filter 10 has good performance with little insertion loss.

（第２実施形態）
図７及び図８を参照して、第２実施形態に係る光導波路フィルタ２０を説明する。光導波路フィルタ２０は、第１実施形態の光導波路フィルタ１０と類似する構造を有する。光導波路フィルタ２０は、第３誘電体１７として、第２誘電体１４と同じ材料を用いる。図８に示すように、第２誘電体１４と第３誘電体１７は、一体となって形成されてよい。第１誘電体１１は、例えば、シリコンであり。第２誘電体１４及び第３誘電体１７は、例えば、石英ガラスにより形成される。 (Second Embodiment)
With reference to FIG.7 and FIG.8, the optical waveguide filter 20 which concerns on 2nd Embodiment is demonstrated. The optical waveguide filter 20 has a structure similar to the optical waveguide filter 10 of the first embodiment. The optical waveguide filter 20 uses the same material as the second dielectric 14 as the third dielectric 17. As shown in FIG. 8, the second dielectric material 14 and the third dielectric material 17 may be integrally formed. The first dielectric 11 is, for example, silicon. The second dielectric 14 and the third dielectric 17 are made of, for example, quartz glass.

第２実施形態に係る光導波路フィルタ２０は、第１実施形態に係る光導波路フィルタ１０よりも構造が単純で、製造が容易である。一例として、第１誘電体１１は、数百ｎｍ（ナノメートル）から数μｍのｙ軸方向の奥行きを有しうる。一例として、第１誘電体１１の孔部１５は、数十ｎｍから数百ｎｍの寸法を有しうる。このような構造は、半導体製造用の微細加工技術を用いて作製することができる。例えば、石英ガラス上にシリコン層を有するＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板に対して、フォトレジスト等をマスクにしてドライエッチングにより、孔部１５を含むシリコンの構造が形成されうる。このシリコンの構造に対して孔部１５の部分も含めて石英ガラスが堆積される。これによって、第１誘電体１１のシリコン層と２つの第２誘電体１４の石英ガラス層を有する３層構造が作製されることができる。 The optical waveguide filter 20 according to the second embodiment has a simpler structure and is easier to manufacture than the optical waveguide filter 10 according to the first embodiment. As an example, the first dielectric 11 may have a depth in the y-axis direction of several hundred nm (nanometers) to several μm. As an example, the hole 15 of the first dielectric 11 may have a size of several tens of nm to several hundreds of nm. Such a structure can be manufactured using a microfabrication technique for semiconductor manufacturing. For example, a silicon structure including the hole 15 can be formed by dry etching on a SOI (Silicon On Insulator) substrate having a silicon layer on quartz glass using a photoresist or the like as a mask. Quartz glass is deposited on the silicon structure including the hole 15. As a result, a three-layer structure having a silicon layer of the first dielectric 11 and two quartz glass layers of the second dielectric 14 can be produced.

［実施例］
具体的な寸法を有する第２実施形態に係る光導波路フィルタ２０について、挿入損失（Ｉ．Ｌ．：insertion loss）の周波数特性を有限要素法によるシミュレーションにより求めた実施例について説明する。周波数特性は、波長特性に変換することができる。図９の正面図及び図１０のｘｙ平面による断面図は、このシミュレーションに用いた各部の寸法を示す。 [Example]
With respect to the optical waveguide filter 20 according to the second embodiment having specific dimensions, an example in which the frequency characteristics of the insertion loss (IL) are obtained by simulation using the finite element method will be described. The frequency characteristic can be converted into a wavelength characteristic. The front view of FIG. 9 and the cross-sectional view along the xy plane of FIG. 10 show the dimensions of each part used in this simulation.

図９に示すように、第１誘電体１１のｚ軸方向の高さ（ｈ１）は０．０８μｍ、光導波路フィルタ２０のｚ軸方向の全体の高さ（ｈ２）は、０．６μｍである。また、図１０に示すように、第１誘電体１１のｙ軸方向の奥行き（ｄ１）は、０．９５μｍである。第１誘電体１１には５つの矩形の孔部１５（第１孔部１５ａ〜第５孔部１５ｅ）が設けられている。各孔部１５のｙ軸方向の奥行き（ｄ２）は、０．７５μｍである。第１孔部１５ａ及び第５孔部１５ｅのｘ軸方向の幅（ｗ１，ｗ５）は、０．１１μｍである。第２孔部１５ｂ及び第４孔部１５ｄのｘ軸方向の幅（ｗ２，ｗ４）は、０．１８μｍである。第３孔部１５ｃのｘ軸方向の幅（ｗ３）は、０．１９μｍである。各孔部の間のｘ軸方向の間隔（ｉｎｔ）は、全て等しく０．２５μｍである。有限要素法によるシミュレーションで用いた第１誘電体１１の比誘電率は１２である。第２誘電体１４及び第３誘電体１７は、比誘電率が２の同じ誘電体材料で形成される。また、これらが第４誘電体１９として比誘電率１の空気により外周を囲まれているものとした。 As shown in FIG. 9, the height (h1) in the z-axis direction of the first dielectric 11 is 0.08 μm, and the overall height (h2) in the z-axis direction of the optical waveguide filter 20 is 0.6 μm. . Further, as shown in FIG. 10, the depth (d1) in the y-axis direction of the first dielectric 11 is 0.95 μm. The first dielectric 11 is provided with five rectangular holes 15 (first hole 15a to fifth hole 15e). The depth (d2) of each hole 15 in the y-axis direction is 0.75 μm. The width (w1, w5) in the x-axis direction of the first hole portion 15a and the fifth hole portion 15e is 0.11 μm. The width (w2, w4) in the x-axis direction of the second hole portion 15b and the fourth hole portion 15d is 0.18 μm. The width (w3) in the x-axis direction of the third hole portion 15c is 0.19 μm. The intervals (int) in the x-axis direction between the holes are all equal to 0.25 μm. The relative dielectric constant of the first dielectric 11 used in the simulation by the finite element method is 12. The second dielectric 14 and the third dielectric 17 are made of the same dielectric material having a relative dielectric constant of 2. In addition, these are assumed to be surrounded by air having a relative dielectric constant of 1 as the fourth dielectric 19.

図１１は、有限要素法によるシミュレーションにより得られた光導波路フィルタ２０の透過係数Ｓ_２１及び反射係数Ｓ_１１を示す。透過係数Ｓ_２１は、入力部１２（ポート１）から入射した所定波長の光に対する、出力部１３（ポート２）から出射した所定波長の光の強度を示す。反射係数Ｓ_１１は、入力部１２（ポート１）から入射した所定波長の光に対する、反射により入力部１２（ポート１）から出射した所定波長の光の強度を示す。図１１のグラフの横軸は、テラヘルツ（ＴＨｚ）単位で表された周波数である。図１１のグラフの縦軸は、デシベル（ｄＢ）単位で表された減衰率である。図１１のグラフの横軸の略中央に位置する２００ＴＨｚは、波長１．５μｍの近赤外波長に対応する。光導波路フィルタ２０は、これよりも低周波数（長波長）側で透過光の減衰が略０となっている。 Figure 11 shows a transmission coefficient S ₂₁ and the reflection coefficient S ₁₁ of the optical waveguide filter 20 obtained by simulation using the finite element method. Transmission coefficient S ₂₁ indicates the intensity of light of a predetermined wavelength emitted for light of a predetermined wavelength incident from the input unit 12 (Port 1), the output section 13 (port 2). Reflection coefficient S ₁₁ shows with respect to light of a predetermined wavelength incident from the input unit 12 (Port 1), the intensity of the light having the predetermined wavelength emitted from the input unit 12 (Port 1) by reflection. The horizontal axis of the graph of FIG. 11 is the frequency expressed in terahertz (THz) units. The vertical axis of the graph of FIG. 11 is the attenuation rate expressed in decibels (dB). 200 THz located in the approximate center of the horizontal axis of the graph of FIG. 11 corresponds to a near infrared wavelength of 1.5 μm. The optical waveguide filter 20 has substantially zero attenuation of transmitted light on the lower frequency (long wavelength) side.

本実施例の光導波路フィルタ２０は、各孔部１５のｘ軸方向の幅を僅かに異ならせることによって、狭い周波数領域で周波数の変化に対し急峻なピークを有する反射を生じさせず、各孔部１５が等幅の場合と比べ、幅広い周波数領域の光を反射または透過させる。その結果、周波数２００ＴＨｚ付近以下の相対的に広い周波数領域の光を透過させるローパスフィルタとして機能している。このように、孔部１５の寸法、形状、間隔、個数等を適宜選択することによって、所望の波長選択特性を有する光導波路フィルタ２０が設計されうる。 In the optical waveguide filter 20 of the present embodiment, the width of each hole 15 in the x-axis direction is slightly changed, so that reflection having a steep peak with respect to a change in frequency in a narrow frequency region does not occur. Compared with the case where the part 15 has a uniform width, light in a wide frequency range is reflected or transmitted. As a result, it functions as a low-pass filter that transmits light in a relatively wide frequency region having a frequency of around 200 THz or less. Thus, the optical waveguide filter 20 having desired wavelength selection characteristics can be designed by appropriately selecting the size, shape, interval, number, etc. of the holes 15.

（第３実施形態）
本開示の光導波路フィルタ１０又は２０は、光源と組み合わせて光源装置として使用しうる。図１２を参照して、第３実施形態として本開示の光導波路フィルタ１０，２０を用いた光源装置３０の一例について説明する。この光源装置３０は、光導波路フィルタ１０，２０と、光源である半導体レーザ３１と、レンズ３２と、半導体レーザ３１に電力を供給する電源３３とを含む。半導体レーザ３１は、例えば、ＬＤ（Laser Diode）またはＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）を使用しうる。半導体レーザ３１は、光導波路フィルタ１０，２０が形成される基板と同じ基板上に形成されてよい。 (Third embodiment)
The optical waveguide filter 10 or 20 of the present disclosure can be used as a light source device in combination with a light source. With reference to FIG. 12, an example of the light source device 30 using the optical waveguide filters 10 and 20 of the present disclosure will be described as a third embodiment. The light source device 30 includes optical waveguide filters 10 and 20, a semiconductor laser 31 that is a light source, a lens 32, and a power source 33 that supplies power to the semiconductor laser 31. As the semiconductor laser 31, for example, an LD (Laser Diode) or a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting LASER) can be used. The semiconductor laser 31 may be formed on the same substrate as the substrate on which the optical waveguide filters 10 and 20 are formed.

レンズ３２は、半導体レーザ３１から出射した光を光導波路フィルタ１０，２０の入力部１２に集光させる。レンズ３２の形状は特に限定されないが、小球レンズ、両凸レンズ、平凸レンズ等を採用しうる。レンズ３２には、伝搬される光の波長に対して光透過性の材料が用いられる。 The lens 32 condenses the light emitted from the semiconductor laser 31 on the input unit 12 of the optical waveguide filters 10 and 20. Although the shape of the lens 32 is not particularly limited, a small spherical lens, a biconvex lens, a plano-convex lens, or the like can be adopted. The lens 32 is made of a light transmissive material with respect to the wavelength of the propagated light.

半導体レーザ３１は、レンズ３２を介して光導波路フィルタ１０，２０の入力部１２に光学的に接続される。半導体レーザ３１、レンズ３２、及び光導波路フィルタ１０，２０は、位置ずれを生じないように相互の位置関係が固定される。半導体レーザ３１、レンズ３２及び光導波路フィルタ１０，２０は、同一の基板上に一体的に集積されてよい。半導体レーザ３１は、直線偏光の光を主電界方向がｙ軸方向となるように入力部１２に入射させる。他の実施形態に係る光源装置３０では、レンズ３２を設けずに、半導体レーザ３１から出射した光を直接入力部１２に入射させてよい。 The semiconductor laser 31 is optically connected to the input unit 12 of the optical waveguide filters 10 and 20 through the lens 32. The positional relationship between the semiconductor laser 31, the lens 32, and the optical waveguide filters 10 and 20 is fixed so as not to cause a positional shift. The semiconductor laser 31, the lens 32, and the optical waveguide filters 10 and 20 may be integrated on the same substrate. The semiconductor laser 31 causes linearly polarized light to enter the input unit 12 such that the main electric field direction is the y-axis direction. In the light source device 30 according to another embodiment, the light emitted from the semiconductor laser 31 may be directly incident on the input unit 12 without providing the lens 32.

半導体レーザ３１から光導波路フィルタ１０，２０への光の入力方法は、半導体レーザ３１の光を直接またはレンズ３２を介して光導波路フィルタ１０，２０に入射させる方法に限られない。半導体レーザ３１と光導波路フィルタ１０，２０とを光ファイバを介して結合させてよい。光ファイバの光を光導波路フィルタ１０，２０に結合させる方法としては、種々の方法が知られている。そのような方法は、自由空間を、レンズ等を介して接続する方法、光ファイバの出射面と光導波路フィルタ１０，２０の入力部１２とを直接突き合わせる方法、接続用の導波路を用いる方法、等を含む。 The method of inputting light from the semiconductor laser 31 to the optical waveguide filters 10 and 20 is not limited to the method in which the light of the semiconductor laser 31 is incident on the optical waveguide filters 10 and 20 directly or via the lens 32. The semiconductor laser 31 and the optical waveguide filters 10 and 20 may be coupled via an optical fiber. Various methods are known as a method of coupling the light of the optical fiber to the optical waveguide filters 10 and 20. Such a method includes a method of connecting a free space through a lens or the like, a method of directly abutting the emission surface of an optical fiber and the input part 12 of the optical waveguide filters 10 and 20, and a method of using a waveguide for connection. , Etc.

本実施形態に係る光源装置３０は、半導体レーザ３１と光導波路フィルタ１０，２０とを有するので、半導体レーザ３１の出射するレーザ光の波長領域から、光導波路フィルタ１０，２０により選択された波長の光を出射させることができる。 Since the light source device 30 according to the present embodiment includes the semiconductor laser 31 and the optical waveguide filters 10 and 20, the light source device 30 has a wavelength selected by the optical waveguide filters 10 and 20 from the wavelength region of the laser light emitted from the semiconductor laser 31. Light can be emitted.

（第４実施形態）
光導波路フィルタ１０，２０の第１誘電体１１の寸法、特に、ｚ軸方向の厚さが薄いとき、光導波路フィルタ１０，２０は、コアのｚ軸方向の厚さが第１誘電体１１の厚さよりも厚い接続用光導波路４０を有してよい。図１３に第４実施形態として、接続用光導波路４０を備えた光導波路フィルタ１０，２０を示す。 (Fourth embodiment)
When the dimensions of the first dielectric 11 of the optical waveguide filters 10, 20, particularly the thickness in the z-axis direction are thin, the optical waveguide filters 10, 20 have a thickness in the z-axis direction of the core of the first dielectric 11. The connecting optical waveguide 40 may be thicker than the thickness. FIG. 13 shows optical waveguide filters 10 and 20 each provided with a connecting optical waveguide 40 as a fourth embodiment.

図１３に一例を示すように、接続用光導波路４０は、コア４１とクラッド４２とを含む。コア４１は、第１誘電体１１と略等しい比誘電率を有する。コア４１は、第１誘電体１１と同じ材料で形成されてよい。クラッド４２は、コア４１よりも低い比誘電率を有する。クラッド４２は、第２誘電体１４と同じ材料で形成されてよい。接続用光導波路４０のｙｚ平面による断面の外周の形状は、矩形状としうる。接続用光導波路４０のコア４１は、第１誘電体１１の入力部１２の端面と接する。 As shown in FIG. 13, the connection optical waveguide 40 includes a core 41 and a clad 42. The core 41 has a relative dielectric constant substantially equal to that of the first dielectric 11. The core 41 may be formed of the same material as the first dielectric 11. The clad 42 has a relative dielectric constant lower than that of the core 41. The clad 42 may be formed of the same material as the second dielectric 14. The shape of the outer periphery of the cross section of the connecting optical waveguide 40 taken along the yz plane can be a rectangular shape. The core 41 of the connecting optical waveguide 40 is in contact with the end face of the input portion 12 of the first dielectric 11.

接続用光導波路４０の第１誘電体１１の入力部１２との接続部において、コア４１の主電界方向であるｙ軸方向の幅は、第１誘電体１１のｙ軸方向の幅と略等しい。ｙ軸方向の幅を等しくすることによって、光を伝搬するコア４１及び第１誘電体１１の主電界方向（ｙ軸方向）の幅が、コア４１と入力部１２との界面で不連続に変化して、放射により損失が生じることを抑制することができる。これにより、光導波路フィルタ１０，２０は、外部の光源または光ファイバから直接入力部１２に光を受けるよりも低い接続損失で光を受けることができる。 In the connection portion of the connection optical waveguide 40 with the input portion 12 of the first dielectric 11, the width of the core 41 in the y-axis direction that is the main electric field direction is substantially equal to the width of the first dielectric 11 in the y-axis direction. . By equalizing the width in the y-axis direction, the width of the core 41 that propagates light and the width of the first dielectric 11 in the main electric field direction (y-axis direction) change discontinuously at the interface between the core 41 and the input unit 12. Thus, loss due to radiation can be suppressed. As a result, the optical waveguide filters 10 and 20 can receive light with a lower connection loss than when light is directly received by the input unit 12 from an external light source or optical fiber.

図１４に他の実施形態を示すように、接続用光導波路４３のコア４４は、入力部１２に向けてｚ軸方向に狭くなるテーパ形状とすることができる。このようにすることによって、接続用光導波路４３に入射した主電界Ｅの方向がｙ方向の光を、第１誘電体１１内を伝搬される光のモードにより整合させることができる。これによって、接続用光導波路４３から、入力部１２を介して第１誘電体１１に光が入射するときのモード不整合による損失の発生を低減することができる。 As shown in another embodiment in FIG. 14, the core 44 of the connection optical waveguide 43 can have a tapered shape that narrows in the z-axis direction toward the input unit 12. By doing so, it is possible to match the light whose main electric field E is incident on the connecting optical waveguide 43 in the y direction according to the mode of light propagating in the first dielectric 11. Accordingly, it is possible to reduce generation of loss due to mode mismatch when light enters the first dielectric 11 from the connection optical waveguide 43 via the input unit 12.

本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。 Although the embodiments according to the present disclosure have been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various changes or modifications based on the present disclosure. Accordingly, it should be noted that these variations or modifications are included in the scope of the present disclosure.

例えば、第１実施形態において、孔部１５は、第１誘電体１１、第２誘電体１４の第１層１４ａ及び第２層１４ｂを貫通していた。しかし、図１５にｙｚ平面による断面図を示すように、孔部１５は第１誘電体１１のみに設けられてよい。この場合、第３誘電体１７は、第１誘電体１１の孔部１５の内側のみに設けられる。 For example, in the first embodiment, the hole 15 penetrates the first dielectric 11, the first layer 14 a and the second layer 14 b of the second dielectric 14. However, the hole 15 may be provided only in the first dielectric 11 as shown in a sectional view along the yz plane in FIG. In this case, the third dielectric 17 is provided only inside the hole 15 of the first dielectric 11.

また、第２誘電体１４の第１層１４ａ及び第２層１４ｂは、同じ材料に限られず、異なる材料により構成されてよい。例えば、第１誘電体１１及び第２誘電体１４の第２層１４ｂは固体の誘電体材料により形成され、第２誘電体１４の第１層１４ａ及び第３誘電体１７を空気又は他の気体とすることも可能である。第２誘電体１４の第１層１４ａに空気を用いた場合、空気よりも比誘電率が高く、第１誘電体１１よりも比誘電率が低い誘電体を用いた場合に比べ、光導波路フィルタ１０，２０が、伝搬される光を閉じ込める効果が低くなる。しかし、その場合でも、光導波路フィルタ１０，２０は、フィルタとして機能することが可能である。 In addition, the first layer 14a and the second layer 14b of the second dielectric 14 are not limited to the same material, and may be composed of different materials. For example, the second layer 14b of the first dielectric 11 and the second dielectric 14 is formed of a solid dielectric material, and the first layer 14a and the third dielectric 17 of the second dielectric 14 are air or another gas. It is also possible. When air is used for the first layer 14 a of the second dielectric 14, the optical waveguide filter is compared with a case where a dielectric having a relative dielectric constant higher than that of air and a relative dielectric constant lower than that of the first dielectric 11 is used. 10 and 20 are less effective in confining the propagated light. However, even in that case, the optical waveguide filters 10 and 20 can function as filters.

光源装置３０において、光源と光導波路フィルタとを接続する方法は、上記実施形態に説明したものに限られない。種々の公知の方法を採用することができる。例えば、光源からの光を屈折率の高いカップリングプリズムを用いて光導波路内に結合させる方法、接続用光導波路と光導波路フィルタの入力部近傍を平行に近接させて、接続用光導波路からエバネッセント場により放出される光を用いる方法等、が挙げられる。 In the light source device 30, the method of connecting the light source and the optical waveguide filter is not limited to that described in the above embodiment. Various known methods can be employed. For example, a method of coupling light from a light source into an optical waveguide using a high-refractive index coupling prism, an optical waveguide for connection and an input portion of an optical waveguide filter are placed close to each other in parallel, and evanescent from the optical waveguide for connection And a method using light emitted by the field.

本開示において「第１」及び「第２」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第１」及び「第２」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第１誘電体１１は、第２誘電体１４と識別子である「第１」と「第２」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第１」及び「第２」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈の根拠に利用してはならない。 In the present disclosure, descriptions such as “first” and “second” are identifiers for distinguishing the configuration. The configurations distinguished by the description of “first” and “second” in the present disclosure can exchange numbers in the configurations. For example, the first dielectric 11 can exchange the identifiers “first” and “second” with the second dielectric 14. The identifier exchange is performed at the same time. The configuration is distinguished even after the identifier is exchanged. The identifier may be deleted. The configuration from which the identifier is deleted is distinguished by a code. Based on the description of identifiers such as “first” and “second” in the present disclosure, it should not be used as a basis for interpreting the order of the components.

本開示において、ｘ軸方向、ｙ軸方向、及びｚ軸方向は、説明の便宜上設けられたものであり、互いに入れ替えられてよい。本開示に係る構成は、ｘ軸方向、ｙ軸方向、及びｚ軸方向によって構成される直交座標系を用いて説明されてきた。本開示に係る各構成の位置関係は、直交関係にあると限定されるものではない。 In the present disclosure, the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction are provided for convenience of description and may be interchanged. The configuration according to the present disclosure has been described using an orthogonal coordinate system configured by an x-axis direction, a y-axis direction, and a z-axis direction. The positional relationship between the components according to the present disclosure is not limited to the orthogonal relationship.

１０，２０光導波路フィルタ
１１第１誘電体
１１ａ第１面
１１ｂ第２面
１１ｃ第３面
１１ｄ第４面
１２入力部
１３出力部
１４第２誘電体
１４ａ第１層
１４ｂ第２層
１５孔部
１７第３誘電体
１８基板
１９第４誘電体
３１半導体レーザ
３２レンズ
３３電源
４０光導波路
４１コア
４２クラッド
４３光導波路
４４コア
４５クラッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 20 Optical waveguide filter 11 1st dielectric material 11a 1st surface 11b 2nd surface 11c 3rd surface 11d 4th surface 12 Input part 13 Output part 14 2nd dielectric material 14a 1st layer 14b 2nd layer 15 Hole 17 Third dielectric 18 Substrate 19 Fourth dielectric 31 Semiconductor laser 32 Lens 33 Power supply 40 Optical waveguide 41 Core 42 Clad 43 Optical waveguide 44 Core 45 Clad

Claims

A first dielectric extending in a first direction between the input unit and the output unit, the first dielectric and the first surface along a second direction intersecting the first direction, and a second surface; A plurality of holes penetrating between the first surface and the second surface, wherein the holes having a relative dielectric constant lower than that of the first dielectric are provided side by side in the first direction; A dielectric,
A second dielectric covering at least a first surface and a second surface of the first dielectric and having a relative dielectric constant lower than that of the first dielectric;
An optical waveguide filter comprising:

The optical waveguide filter according to claim 1, wherein the hole is filled with a third dielectric.

The optical waveguide filter according to claim 1, wherein the first dielectric has a constant width in the second direction.

The optical waveguide according to any one of claims 1 to 3, wherein light in a predetermined wavelength region in which a direction of a main electric field is the second direction is selectively propagated between the input unit and the output unit. filter.

The optical waveguide filter according to claim 4, wherein the light having the predetermined wavelength is propagated as single mode light.

The said 2nd dielectric material as described in any one of Claim 1 to 5 containing the 1st layer provided in the said 1st surface side, and the 2nd layer provided in the said 2nd surface side. Optical waveguide filter.

The optical waveguide filter according to claim 6, wherein the first layer and the second layer have a dielectric constant higher than that of air.

The optical waveguide filter according to claim 1, further comprising a fourth dielectric that at least partially surrounds the first dielectric and the second dielectric.

The first dielectric and the second dielectric are at least partially surrounded by air, vacuum, or a liquid having a lower dielectric constant than the first dielectric. An optical waveguide filter as described in 1.

A connecting optical waveguide connected to the input portion, the connecting optical waveguide having a relative dielectric constant substantially equal to that of the first dielectric, and at the connecting portion with the first dielectric; 10. The optical waveguide filter according to claim 1, wherein the optical waveguide filter has a core having substantially the same width in the second direction as that of one dielectric.

A first dielectric extending in a first direction between the input unit and the output unit, the first dielectric and the first surface along a second direction intersecting the first direction, and a second surface; A plurality of holes penetrating between the first surface and the second surface, wherein the holes having a relative dielectric constant lower than that of the first dielectric are provided side by side in the first direction; An optical waveguide filter including a dielectric and a second dielectric covering at least a first surface and a second surface of the first dielectric and having a relative dielectric constant lower than that of the first dielectric;
And a light source optically connected to the input unit.

The light source device according to claim 11, further comprising a power source that supplies power to the light source.