JP2025508307A - フォトニックカプラ - Google Patents

Abstract

【課題】 低減された波長感度、改善されたパワー均衡、及び低減されたパワー損失を実現することである。
【解決手段】 フォトニックカプラは、入力結合セクションと、出力結合セクションと、マルチモード干渉（ＭＭＩ）導波路セクションと、を含む。入力結合セクションは、入力導波路チャネルに沿って入力光信号を受け取るように適合されている。出力結合セクションは、出力導波路チャネルに沿って出力光信号の対を出力するように適合されている。出力光パワーを有する出力光信号は、入力光信号から分割される。ＭＭＩ導波路セクションは、入力結合セクションと出力結合セクションとの間に光学的に結合されている。切り欠き付き導波路セクションは各々、ＭＭＩ導波路セクションと入力結合セクション又は出力結合セクションのうちの対応する１つとの間に配設され得、かつ／又はＭＭＩ導波路セクションは曲線状側壁を含み得る。
【選択図】 図２Ａ

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２２年２月２４日に出願された米国特許出願第１７／６８０，００４号の優先権を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、概して、フォトニックデバイスに関し、特に、排他的ではないが、フォトニックスプリッタに関する。

フォトニックスプリッタは、入力光信号の光パワーを、予測可能な方法で複数の出力光信号に分割するデバイスである。ビームスプリッタは、部分的に透過性／反射性の界面層（例えば、屈折境界、多層ダイクロイック膜など）に依存する基本的なフォトニックスプリッタの一例である。フォトニックスプリッタのより高度な例は、マルチモード干渉計又はマルチモード干渉（multimode interference、ＭＭＩ）カプラである。ＭＭＩカプラは、パワースプリッタ、干渉計、光スイッチなどとしての汎用性により普及している。

図１は、ＭＭＩ領域１１０を介して接続された結合導波路ポート１０５の２つの対を含む従来の２×２ＭＭＩカプラ１００を示す。入力光信号１１５の光パワーは、ＭＭＩ領域１１０内の伝搬の基本モードと高次モードとの間のモード分散及び強め合う／弱め合う干渉（マルチモードビーティング）に起因して、２つの出力ポート１０５の間で分割される。従来のＭＭＩカプラは、直線的なＭＭＩ領域を有し、実際には無損失５０／５０パワー分割を提供しない。実際に、ＭＭＩカプラは、特に製作ばらつきの影響を受けやすく、損失のあるパワー分割不均衡をもたらす。従来の技術は、分割の均一性を改善し、損失を低減するために断熱設計原理をＭＭＩ領域１１０に適用する。しかしながら、これらの断熱設計原理は、典型的には、直線的な形状を維持しながら、マルチモード干渉を生じさせるのに十分な距離を提供するためにＭＭＩ領域１１０を長くすることを含む。これによって、デバイス全体が大型化し、それにもかかわらず所望の動作波長範囲にわたって所望の性能仕様（例えば、分割不均衡、電力損失）を達成しない場合がある。

本発明の非限定的かつ非網羅的な実施形態は、以下の図を参照して説明され、同様の参照番号は、別段の指定がない限り、様々な図全体を通して同様の部分を指す。適切な場合に図面を混乱させないように、要素の全てのインスタンスが必ずしもラベル付けされているわけではない。図面は、必ずしも縮尺通りではなく、代わりに、説明される原理を例示することに重点が置かれている。
（先行技術）従来の２×２光スプリッタを示すブロック図である。 本開示の一実施形態による、コンパクトなフォームファクタにおいて波長感度を低減し、パワー分割均衡を向上させるいくつかの最適化特徴を有するフォトニックカプラの概略図である。 本開示の一実施形態による、導波路セクションのうちの１つ以上を充填する不均一分散コア材料を有するフォトニックカプラの概略図である。 本開示の一実施形態による、スプリッタとしてのフォトニックカプラの動作を示すフロー図である。 本開示の一実施形態による、フォトニックカプラ内のパワー分布／分割を示すヒートマップである。 本開示の一実施形態による、フォトニックカプラのパワー損失感度対波長を示すプロットである。 本開示の一実施形態による、フォトニックカプラのパワー不均衡対波長を示すプロットである。

低減された波長感度、改善されたパワー均衡、及び低減されたパワー損失を有するフォトニックカプラ／スプリッタのための動作のシステム、装置、及び方法の実施形態が、本明細書で説明される。以下の説明では、実施形態の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細が記載される。しかしながら、当業者は、本明細書で説明される技術が、特定の詳細のうちの１つ以上なしで、又は他の方法、構成要素、材料などを用いて実施され得ることを認識するであろう。他の場合では、特定の態様を不明瞭にすることを回避するために、周知の構造、材料、又は動作は、詳細に示されないか、又は説明しない。

本明細書全体を通して「１つの実施形態」又は「一実施形態」というのは、実施形態に関連して記載された特定の特徴、構造、又は特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通して種々の箇所における「一実施形態では（in one embodiment）」又は「一実施形態では（in an embodiment）」という句の出現は、必ずしも全てが同じ実施形態を指すとは限らない。更に、特定の特徴、構造、又は特性は、１つ以上の実施形態では任意の好適な方法で組み合わされ得る。

本明細書に記載されるフォトニックカプラの実施形態は、コンパクトなフォームファクタ内で、低減された波長感度、改善されたパワー均衡、及び／又は低減されたパワー損失の全てを提供する。これらの利点／特性は、２×２ＭＭＩカプラ１００などの従来の直線的なマルチモード干渉（ＭＭＩ）カプラで達成されるよりも短い距離にわたってＭＭＩ導波管セクションにおいて生じるモード分散を位相整合させるのを助ける構造設計特徴を使用して達成されると考えられる。

図２Ａは、本開示の一実施形態による、波長感度を低減させ、パワー分割均衡を増大させ、全体的なパワー損失を低減させるいくつかの最適化特徴を有するフォトニックカプラ２００の概略図である。フォトニックカプラ２００は、２×２カプラであり、その導波路チャネルのうちのどれが光パワーを用いて刺激されるかに応じて、スプリッタ（１×２カプラ）又はコンバイナ（２×１カプラ）として操作され得る。フォトニックカプラ２００は、フォトニックスプリッタとしての動作に関連して説明される。しかしながら、フォトニックカプラ２００は、逆方向に光パワーを分割するように逆に操作され得るか、又は干渉計におけるフォトニックコンバイナとして機能し得ることを理解されたい。

フォトニックカプラ２００の図示された実施形態は、入力結合セクション２０５と、切り欠き付き導波路セクション２１０Ａ及び２１０Ｂ（まとめて２１０）と、ＭＭＩ導波路セクション２１５と、出力結合セクション２２０と、クラッディング材料２２２とを含む。入力結合セクション２０５の図示された実施形態は、接合部２２５及び側壁コルゲーション２３０Ａで合流する入力導波路チャネルＩ１及びＩ２の対を含む。出力結合セクション２２０の図示された実施形態は、接合部２３０及び側壁コルゲーション２３０Ｂにおいて開始／合流する出力導波路チャネルＯ１及びＯ２の対を含む。切り欠き付き導波路セクション２１０は各々、側壁切り欠き２３５を含む。ＭＭＩ導波路セクション２１５の図示された実施形態は、曲線状側壁２４０を含む。

フォトニックカプラ２００は、様々な材料及びフォームファクタで製作され得る。一実施形態では、フォトニックカプラ２００は、半導体材料内に配設された平面導波路構造として製作される。導波路チャネル（例えば、入力導波路チャネルＩ１及びＩ２、出力導波路チャネルＯ１及びＯ２、切り欠き付き導波路セクション２１０、並びにＭＭＩ導波路セクション２１５）は、周囲のクラッディング材料２２２よりも高い屈折率のコア材料から製作される。例えば、導波路チャネルはシリコンから製作されてもよく、一方、クラッディング材料２２２はシリコン二酸化物である。他の例示的な材料としては、シリコン窒化物（Ｓｉ３Ｎ４）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、インジウムガリウムヒ素（ＩｎＧａＡｓ）、他のＩＩＩ－Ｖ半導体材料、又はその他のものが挙げられる。他の非半導体材料も使用され得る。一実施形態では、フォトニックカプラ２００は、シリコンオンインシュレータ（silicon-on-insulator、ＳＯＩ）デバイス内に平面導波路として配設されたフォトニック集積回路（photonic integrated circuit、ＰＩＣ）である。半導体製造プロセスは、そのコンパクトなフォームファクタ及び小さい特徴サイズ（例えば、ミクロンレベルの寸法）に起因してフォトニックカプラ２００を製作するのによく適している。フォトニックカプラ２００の例示的な実装形態は、２．４ｕｍ（Ｘ軸）×１．５５～２．２ｕｍ（Ｚ軸）の横方向寸法と、６ｕｍの長手方向寸法（Ｙ軸）とを有し得る。もちろん、他の寸法、製作技術、及び構成要素材料が使用され得る。

入力結合セクション２０５は、その入力導波路チャネルＩ１（又はＩ２）において入力光信号２５０を受け取るように適合されている。入力導波路チャネルは、それらの入力において単一モード導波路であるが、入力導波路チャネルが接合部２２５に向かって収束するとき、チャネル間エバネッセント結合を容易にする。このエバネッセント結合は、光信号がＭＭＩ導波路セクション２１５に向かって伝搬する際に、入力信号を、フォトニックカプラ２００を横切って横方向に拡張し、基本モードからのパワーで高次モードを励起する働きをする。

切り欠き付き導波路セクション２１０は、ＭＭＩ導波路セクション２１５と入力結合セクション２０５又は出力結合セクション２２０のいずれかとの間に配設される。切り欠き付き導波路セクション２１０Ａは、対向する構成で配置された（例えば、互いに横方向に向かい合う）側壁切り欠きの対２３５を含む。対向する側壁切り欠き２３５は、光信号が長手方向Ｙ軸に沿ってフォトニックカプラ２００を下方に移動するにつれて、切り欠き付き導波路セクション２１０Ａの横方向断面２５５（例えば、横方向Ｘ軸）を拡張及び収縮させる。側壁切り欠き２３５は、導波路側壁（高屈折率から低屈折率への界面／境界）における外向きの突出部又は窪みとしてみなされ得る。横方向断面２５５のこの短時間の拡張、それに続く収縮は、基本モードと、接合部２２５の近傍で形成／励起される高次モードとの間の位相整合機能を果たす。換言すれば、伝搬の基本モードは、伝搬の第１の高次モードに対して一時的に遅くなり、横方向にオフセットされた出力導波路チャネルＯ１とＯ２との間の光パワー分割を改善するための効率的なモード位相整合を促進する。

対向する側壁切り欠き２３５に加えて、入力導波路チャネルＩ１及びＩ２並びに出力導波路チャネルＯ１及びＯ２は、それぞれ側壁コルゲーション２３０Ａ及び２３０Ｂも含み得る。側壁コルゲーション２３０は、各導波路チャネル上に、対向する側壁コルゲーションの対を含む。コルゲーションは、切り欠き、波状セクション、輪郭摂動などとして実装され得る。側壁コルゲーション２３０は、基本モードと１次高次モードとの間のモード分散の影響を相殺するフェーズマッチング機能を提供するように見える。しかしながら、側壁コルゲーション２３０によって提供される効果は、切り欠き付き導波路セクション２１０に比べて小さい。集合的に、切り欠き付き導波路セクション２１０及び側壁コルゲーション２３０は、位相整合セクション２７５と呼ばれる。図示された実施形態では、フォトニックカプラ２００は、そのＸ軸及びＹ軸に関して対称であり、したがって、可逆動作が可能である（どの導波路チャネルが刺激されるかにかかわらずスプリッタ）。他の実施形態では、位相整合セクション２７５は、単方向動作のために個別に最適化され得る。

接合部２２５の製造可能性は、フォトニックカプラ２００を設計する際の考慮事項である。接合部２２５（又は２３０）によって導入されるギャップ（例えば、円弧半径）は、所与の製作プロセスの最小特徴サイズによって影響を受ける。図２Ａに示す接合部２２５のサイズは単なる例示であり、側壁切り欠き２３５並びに側壁コルゲーション２３０の特徴サイズ及び輪郭の細部に影響を及ぼす可能性がある。コルゲーション及び切り欠きの位相的輪郭及び／又は特徴サイズを改良又は最適化するために逆の設計原理が使用され得る。

光波面がＭＭＩ導波路セクション２１５に入ったときには、高次伝搬モードが励起されており、それによって、出力導波路チャネルＯ１及びＯ２における出力光信号２６０間のパワー分割のドライバである、ＭＭＩ導波路セクション２１５の長手方向長さに沿ったＭＭＩビーティング（すなわち、強め合う干渉及び弱め合う干渉）が容易になる。モード分散を補償するために、ＭＭＩ導波路セクション２１５の長手方向の長さに沿って曲線状の側壁２４０を使用することによって、波長感度が更に低減される。曲線状側壁２４０は、ＭＭＩ導波路セクション２１５の中央領域に向かって内向きに弧状を描く。換言すれば、ＭＭＩ導波路セクション２１５の長手方向中心における横方向断面２６５は、ＭＭＩ導波路セクション２１５の長手方向周辺における横方向断面２７０よりも狭い。ＭＭＩ導波路セクション２１５は、曲線形状（例えば、滑らかで途切れのない湾曲）を使用して徐々に先細りする狭いウェストラインを有する。一実施形態では、横方向断面２６５は横方向断面２７０よりも０．１６ｕｍ狭く、ＭＭＩ導波路セクション２１５は長さが約１．９ｕｍである。もちろん、これらの寸法は例示的であり、材料に依存する。

切り欠き付き導波路セクション２１０Ｂ及び出力結合セクション２２０は、入力結合セクション２０５及び切り欠き付き導波路セクション２１０Ａが動作するのとほぼ同じように動作するが、逆の動作を行う。様々な実施形態において、フォトニックカプラ２００は、そのＸ軸、Ｙ軸に関して、及び／又はＸ軸及びＹ軸の両方に関して対称である。完全に対称な実施形態では、入力対出力としての所与の長手方向端部の特徴付けは、完全に任意であり得る。他の実施形態では、１つ以上の特徴を調整して、明確な入力側及び出力側を有する非対称設計をもたらし得る。

上述のコルゲーション及び切り欠きと同様に、位相形状、輪郭（曲線状側壁２４０の曲率を含む）、又はフォトニックカプラ２００の特徴サイズのいずれか又は全てを設計、改良又は最適化するために逆の設計原理が適用され得る。例えば、初期設計の順動作シミュレーションを実施する（例えば、電磁気学のマクスウェル方程式を使用して）ために、２×２ＭＭＩカプラ１００などの初期設計、又はフォトニックカプラ２００の初期設計を用いて逆設計シミュレータ（別名、設計モデル）が構成され得る。順動作シミュレーションの出力は、出力結合セクション２２０におけるシミュレートされた電磁場応答である。この出力場応答の特定の性能パラメータは、関心パラメータ（例えば、パワー損失、パワー不均衡など）として選択され得、シミュレートされた性能パラメータと呼ばれる。シミュレートされた性能パラメータは、スカラー値（例えば、シミュレートされた性能値と目標性能値との間の平均二乗差）であり得る、性能損失値を計算するために性能損失関数によって使用される。設計モデルの微分可能な性質は、シミュレートされた出力値と所望の／目標性能値との間の差である性能損失誤差の随伴シミュレーションを介して逆伝搬を可能にする。性能損失誤差（例えば、損失勾配）は、随伴シミュレーション中に設計モデルを通して逆伝搬されて、入力結合セクション２０５において構造設計誤差を発生させる。性能損失誤差の逆伝搬は、フォトニクスカプラ２００の構造材料特性（例えば、トポロジ、材料タイプなど）の変化に対する性能損失値の感度を表す構造勾配などの追加の性能勾配の計算を容易にする。これらの勾配は、構造設計誤差として出力され、次に、修正された構造設計を生成するために初期構造設計を最適化又は改良する反復勾配降下法（例えば、確率的勾配降下法）を実行するために構造オプティマイザによって使用され得る。次に、性能損失値が許容可能な設計基準内に入るまで、順シミュレーション及び逆シミュレーションが繰り返され得る。上記の説明は、フォトニックカプラ２００の特徴及びトポロジを改良又は最適化するために使用され得る例示的な逆設計技法にすぎない。他の逆設計技法が単独で実施され得るか、又は他の従来の設計技法と組み合わせて実施され得ることを理解されたい。

図２Ｂは、本開示の一実施形態による、導波路セクションのうちの１つ以上を充填する不均一分散コア材料２２３を有するフォトニックカプラ２０１の概略図である。フォトニックカプラ２０１は、分散コア材料２２３が異なる屈折率を有する２つ以上の材料の不均一混合物を含み得ることを除いて、フォトニックカプラ２００と同様である。例えば、分散コア材料２２３は、シリコン及びシリコン酸化物特徴の不均一な配置、異なるようにドープされた半導体材料の不均一な配置、又はその他のものを含み得る。不均一分散コア材料２２３は、伝搬の基本モードと高次モードとの間の位相整合（例えば、一方のモードを空間的に標的化して他方と比較して減速する）に集合的に役立つ、異なる屈折材料特徴／部分の配列又はパターンを含み得る。換言すれば、基本モードと高次モードとの間の特定のビーティングパターンは、不均一分散コア材料２２３によって有利に調整され得る。いくつかの実施形態では、不均一分散コア材料２２３は、より広い波長範囲にわたってパワー分割不均衡を更に低減させるように構成され得る。性能損失関数及び目標性能値の適切な選択を介して所望の位相整合機能を達成するために、特定の材料の組み合わせ、特徴サイズ、及び特徴配置（すなわち、パターン）を判定するために上述の逆設計技法が適用され得る。

図３は、本開示の実施形態による、フォトニックコンバイナ２００の動作のためのプロセス３００を示すフロー図である。プロセス３００は、フォトニックカプラ２００の光スプリッタ機能を表している。しかしながら、フォトニックコンバイナ２００は、光コンバイナ又は逆方向スプリッタとして逆に動作し得ることを理解されたい。プロセスブロックの一部又は全部がプロセス３００に現れる順序は、限定的であるとみなされるべきではない。むしろ、本開示の利益を有する当業者は、プロセスブロックのうちのいくつかが、例示されていない様々な順序で、又は並列でさえ実行され得ることを理解するであろう。

プロセスブロック３０５では、入力光信号２５０が入力導波路チャネルＩ１において受け取られる。もちろん、プロセス３００は、入力導波路チャネルＩ２で受け取られる入力光信号にも同様に適用可能である。入力導波路チャネルＩ１は、入力光信号２５０をシングルモード信号として受け取り、入力光信号２５０を切り欠き付き導波路セクション２１０Ａ及びＭＭＩ導波路セクション２１５に向けて誘導するように構成されたシングルモード導波路である（プロセスブロック３１０）。

入力光信号２５０は、入力導波路チャネルＩ１に沿って伝搬する際に、パワーを接合部２２５に近接するクラッディング材料２２２を横切って相補的な／隣接する入力導波路チャネルＩ２にエバネッセント結合し始める（プロセスブロック３１５）。このエバネッセント結合によって、入力光信号２５０の光パワーが空間的にフォトニックカプラ２００を横切って横方向に拡散し始める。そうする間に、入力光信号２５０が切り欠き付き導波路セクション２１０Ａに近づくにつれて、より高次の伝搬モードが励起され始める。高次モードが出現すると、基本モードと第１の高次モードとの間のモード分散も生じ始める。モード分散は、長手方向の空間方向に光パワーを拡散させて悪影響を及ぼす。したがって、プロセスブロック３２０において、側壁コルゲーション２３０Ａは、基本伝搬モードと高次伝搬モードとの間の位相を整合させるのを助けるように、位相補償を導入するように入力側壁チャネルＩ１及びＩ２の側壁に沿って配置される。モード位相整合に対する側壁コルゲーション２３０Ａの影響は、切り欠き付き導波路セクション２１０Ａによって提供される寄与と比較して比較的小さいと考えられる。フォトニックカプラ２００のいくつかの実施形態は、側壁コルゲーション２３０を省略することすらあり得る。側壁コルゲーション２３０Ａ及び切り欠き付き導波路セクション２１０Ａの両方が存在するとき、位相整合を改善するために、基本モードと高次モードとの間の相対位相に集合的に影響を及ぼし得る。図示された実施形態では、切り欠き付き導波路セクション２１０Ａ内の側壁切り欠き２３５及び側壁コルゲーション２３０Ａは、導波路セクションの拡大及び狭窄（すなわち、それぞれの導波路セクション／チャネルの横方向断面における拡張及び収縮）を生じさせる。図示された実施形態では、入力導波路チャネルは、一連の小さな拡張及び収縮を生じさせる一連の小さな切り欠きを含み、切り欠き付き導波路セクション２１０Ａは、単一のより大きな拡張及び収縮を生じさせる単一対の側壁切り欠き２３５を含む。

切り欠き付き導波路セクション２１０Ａの後に、光信号はＭＭＩ導波路セクション２１５に入り、そこでマルチモード干渉ビーティングが発生する（プロセスブロック３２５）。ビーティングは、少なくとも部分的に、ＭＭＩ導波路セクション２１５の長手方向の反対側の端部において光パワーを２つの実質的に等しい出力光信号Ｏ１及びＯ２に分割することに備えて、光パワーを、空間的にＭＭＩ導波路セクション２１５を横切って横方向（Ｘ軸）に拡散させる働きをする。図４は、フォトニックカプラ２００内のパワー分布及び実質的に等しいパワー分割を示すヒートマップである。

図２Ａを参照すると、ＭＭＩ導波路セクション２１５は、曲線状側壁２４０も含む。図示の実施形態では、曲線状側壁２５０は、ＭＭＩ導波路セクション２１５の中央領域に向かって内向きに弧を描く。換言すれば、ＭＭＩ導波路セクション２１５の中央の横方向断面２６５は、ＭＭＩ導波路セクション２１５の周辺近くの横方向断面２７０よりも狭い。ＭＭＩ導波路セクション２１５の一定でない横方向幅は、モード分散を補償することによって波長感度を低減させる。図５Ａは、１２６０ｎｍ～１３４０ｎｍの波長にわたって０．２～０．３４ｄＢの範囲の比較的低いパワー損失を示すプロットである。図５Ｂは、入力光信号２５０に対する１２６０ｎｍ～１３１０ｎｍの波長間のフォトニックカプラ２００の比較的低いパワー分割不均衡を示すプロットである。曲線状側壁２４０は、ＭＭＩビーティングにおけるＭＭＩ導波路セクション２１５（プロセスブロック３３０）における波長依存性を低減させる。

図３に戻ると、出力結合セクション２２０は、入力結合セクション２０５と同様に動作する。切り欠き付き導波路セクション２１０Ｂ及びコルゲーション側壁２３０Ｂは、光パワーが出力導波路チャネルＯ１及びＯ２に沿って基本モードに戻るように遷移されるときに、基本及び高次伝搬モードを位相整合するように再び働く（プロセスブロック３３５）。プロセスブロック３４０において、出力光信号２６０は、実質的に等しいパワーの半分に分割され（例えば、図５Ｂ参照）、出力導波路チャネルＯ１及びＯ２から単一モード信号として出力される（プロセスブロック３４０）。

要約書に説明されているものを含め、本発明の例示される実施形態の上記の説明は、網羅的であること、又は本発明を開示された厳密な形態に限定することを意図していない。本発明の特定の実施形態及び例が例示の目的で本明細書に説明されているが、当業者が認識するように、本発明の範囲内で様々な修正が可能である。

これらの変更は、上記の詳細な説明に照らして本発明に対して行うことができる。一般に、以下の特許請求の範囲において使用される用語は、本明細書に開示される特定の実施形態に本発明を限定するものと解釈されるべきではない。むしろ、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって完全に判定されるべきであり、特許請求の範囲は、請求項の解釈の確立された原則に従って解釈されるべきである。

Claims (21)

1. フォトニックスプリッタであって
   入力導波路チャネルに沿って入力光信号を受け取るように適合された入力結合セクションと、
   出力導波路チャネルに沿って少なくとも２つの出力光信号を出力するように適合された出力結合セクションであって、前記出力光信号が、前記入力光信号から分割された出力光パワーを有する、出力結合セクションと、
   前記入力結合セクションと前記出力結合セクションとの間に光学的に結合されたマルチモード干渉（ＭＭＩ）導波路セクションと、
   前記ＭＭＩ導波路セクションと前記入力結合セクション又は前記出力結合セクションのうちの対応する１つとの間に各々配設された切り欠き付き導波路セクションと、を備え、前記切り欠き付き導波路セクションが各々、前記切り欠き付き導波路セクションのうちの対応する１つの横方向断面を前記フォトニックスプリッタの長手方向軸に沿って拡張及び収縮させる対向する側壁切り欠きの対を含む、フォトニックスプリッタ。
2. 前記フォトニックスプリッタが、前記入力導波路チャネルを含む入力導波路チャネルの対を有する２×２フォトニックスプリッタを含む、請求項１に記載のフォトニックスプリッタ。
3. 前記切り欠き付き導波路セクションが各々、前記入力導波路チャネル又は前記出力導波路チャネルのいずれかの接合部に近接して配設されている、請求項２に記載のフォトニックスプリッタ。
4. 前記ＭＭＩ導波路セクションが曲線状側壁を含む、請求項１に記載のフォトニックスプリッタ。
5. 前記曲線状側壁が、前記ＭＭＩ導波路セクションの中央領域に向かって内向きに弧を描く、請求項４に記載のフォトニックスプリッタ。
6. 前記ＭＭＩ導波路セクションの横方向断面が、前記ＭＭＩ導波路セクションの長手方向の周辺よりも前記ＭＭＩ導波路セクションの長手方向の中心において狭い、請求項４に記載のフォトニックスプリッタ。
7. 前記入力導波路チャネル及び前記出力導波路チャネルに沿って配設された側壁コルゲーションを更に備える、請求項１に記載のフォトニックスプリッタ。
8. 前記側壁コルゲーションが、前記入力導波路チャネル及び前記出力導波路チャネルの各々の上に、対向する側壁コルゲーションの対を含む、請求項７に記載のフォトニックスプリッタ。
9. 前記フォトニックスプリッタが、半導体酸化物材料によって囲まれた半導体材料内に配設された平面導波路を備える、請求項１に記載のフォトニックスプリッタ。
10. 前記入力導波路チャネル及び前記出力導波路チャネルが単一モード導波路である、請求項１に記載のフォトニックスプリッタ。
11. 前記入力結合セクションに近接して配設された前記切り欠き付き導波路セクションが、前記フォトニックスプリッタ内の伝搬の１次高次モードに対して伝搬の基本モードを減速する位相整合セクションを備える、請求項１に記載のフォトニックスプリッタ。
12. フォトニックカプラであって、
    入力導波路チャネルに沿って入力光信号を受け取るように適合された入力結合セクションと、
    出力導波路チャネルに沿って出力光信号の対を出力するように適合された出力結合セクションであって、前記出力光信号が、前記入力光信号から分割された出力光パワーを有する、出力結合セクションと、
    前記入力結合セクションと前記出力結合セクションとの間に光学的に結合されたマルチモード干渉（ＭＭＩ）導波路セクションと、を備え、前記ＭＭＩ導波路セクションが、前記ＭＭＩ導波路セクションの中心領域に向かって内向きに弧を描く曲線状側壁を含む、フォトニックカプラ。
13. 前記フォトニックカプラが、前記入力導波路チャネルを含む入力導波路チャネルの対を有する２×２フォトニックカプラを含む、請求項１２に記載のフォトニックカプラ。
14. 前記ＭＭＩ導波路セクションと前記入力結合セクション又は前記出力結合セクションのうちの対応する１つとの間に各々配設された切り欠き付き導波路セクションを更に備え、前記切り欠き付き導波路セクションが各々、前記切り欠き付き導波路セクションのうちの対応する１つの横方向断面を前記フォトニックカプラの長手方向軸に沿って拡張及び収縮させる対向する側壁切り欠きの対を含む、請求項１３に記載のフォトニックカプラ。
15. 前記切り欠き付き導波路セクションが各々、前記入力導波路チャネル又は前記出力導波路チャネルのいずれかの接合部に近接して配設されている、請求項１４に記載のフォトニックカプラ。
16. 前記ＭＭＩ導波路セクション又は前記切り欠き付き導波路セクションのうちの少なくとも１つが、伝搬の基本モードと伝搬の高次モードとの間のモード位相を調整するために選択されたパターンを有する不均一分散コア材料を含む、請求項１４に記載のフォトニックカプラ。
17. 前記ＭＭＩ導波路セクションの横方向断面が、前記ＭＭＩ導波路セクションの長手方向の周辺よりも前記ＭＭＩ導波路セクションの長手方向の中心において狭い、請求項１２に記載のフォトニックカプラ。
18. 前記入力導波路チャネル及び前記出力導波路チャネルに沿って配設された側壁コルゲーションを更に備える、請求項１２に記載のフォトニックカプラ。
19. 前記側壁コルゲーションが、前記入力導波路チャネル及び前記出力導波路チャネルの各々の上に、対向する側壁コルゲーションの対を含む、請求項１８に記載のフォトニックカプラ。
20. 前記フォトニックカプラが、半導体材料内に配設された平面導波路を備える、請求項１２に記載のフォトニックカプラ。
21. 前記入力導波路チャネル及び前記出力導波路チャネルが単一モード導波路である、請求項１２に記載のフォトニックカプラ。