偏振波轉(zhuǎn)換元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種偏振波轉(zhuǎn)換元件，具有定向耦合器，其具備相互平行地配置且分別具有芯的輸入側(cè)光波導(dǎo)路及輸出側(cè)光波導(dǎo)路。在與輸入側(cè)及輸出側(cè)光波導(dǎo)路的長邊方向垂直的剖面，在將輸入側(cè)與輸出側(cè)光波導(dǎo)路相對的方向作為寬度方向并將與寬度方向垂直的方向作為高度方向時，輸入側(cè)與輸出側(cè)光波導(dǎo)路的芯的高度方向尺寸相等，輸入側(cè)及輸出側(cè)光波導(dǎo)路中至少一方的芯由矩形的下部芯與矩形的上部芯構(gòu)成，上部芯以使寬度方向的一個側(cè)面與下部芯的一個側(cè)面處于一個平面上的方式配置在下部芯之上，且與下部芯相比寬度方向的尺寸小，定向耦合器構(gòu)成為在輸入側(cè)光波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)的第一光與在輸出側(cè)光波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)的偏振方向與第一光正交的第二光耦合。
【專利說明】偏振波轉(zhuǎn)換元件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光波導(dǎo)元件。特別是，對于光纖通信中使用的基板型光波導(dǎo)元件，涉及 作為進(jìn)行偏振波轉(zhuǎn)換的裝置的偏振波轉(zhuǎn)換元件。
[0002] 本申請主張2013年6月27日在日本提出的日本專利申請2013-135491號的優(yōu)先 權(quán)，并在此引用其全部內(nèi)容。

【背景技術(shù)】
[0003] 當(dāng)前，光通信中使用的信息量一直在增加。為了應(yīng)對這種信息量的增加，而實(shí)施信 號速度的高速化、基于波分復(fù)用通信的信道數(shù)的增加等對策。特別是，在以高速度的信息通 信為目的的下一代的lOOGbps (千兆每秒）的數(shù)字相干傳輸技術(shù)中，為了使單位時間的信息 量提高至2倍，利用使信息分別載于電場相互正交的兩個偏振波的偏振復(fù)用方法。然而，包 括偏振復(fù)用方法的高速通信的調(diào)制方法需要復(fù)雜的光調(diào)制器。因此產(chǎn)生裝置的大型化、高 額化之類的課題。對于這種課題，正在研究加工容易、并具有基于集成化的小型化、基于大 量生產(chǎn)的低成本等優(yōu)點(diǎn)的、基于使用了硅的基板型光波導(dǎo)路的光調(diào)制器。
[0004] 然而，這種基板型光波導(dǎo)路內(nèi)的偏振復(fù)用存在如下的問題。通常，基板型光波導(dǎo)路 的形狀形成為平行于基板的寬度方向與垂直于基板的高度方向非對稱的形狀。因此，對于 寬度方向的電場分量為主的模式（以下，稱為TE模式。）與高度方向的電場分量為主的模 式（以下，稱為TM模式。）這兩種偏振波模式而言，有效折射率等特性不同。在上述模式之 中，多數(shù)情況下使用基本TE模式與基本TM模式。此處，基本TE模式是指TE模式之中有效 折射率最大的模式，基本TM模式是指TM模式之中有效折射率最大的模式。
[0005] 對于特性不同的上述模式而言，在進(jìn)行光調(diào)制操作的情況下，難以僅使用單一的 基板型光波導(dǎo)元件。在對每個模式使用最佳化的基板型光波導(dǎo)元件的情況下，為了研制每 個模式的基板型光波導(dǎo)元件，需要在研制方面花費(fèi)較大的勞力。
[0006] 作為解決該問題的方法，舉出了如下方法：制造對于希望的基本TE模式來說最佳 的基板型光波導(dǎo)元件，使用基本TE模式作為其輸入，并將其輸出偏振波轉(zhuǎn)換為基本TM模 式。此處，所謂偏振波轉(zhuǎn)換是指從基本TE模式向基本TM模式的轉(zhuǎn)換，或者從基本TM模式 向基本TE模式的轉(zhuǎn)換。為了進(jìn)行偏振波轉(zhuǎn)換的操作，需要在基板上進(jìn)行偏振波轉(zhuǎn)換的基板 型光波導(dǎo)兀件。
[0007] 作為這種在基板上進(jìn)行偏振波轉(zhuǎn)換的技術(shù)，存在如下方法：使用定向耦合器，使輸 入至其一方的波導(dǎo)路的基本TE模式與另一方的波導(dǎo)路的基本TM模式耦合，從而進(jìn)行從基 本TE模式向基本TM模式的偏振波轉(zhuǎn)換。在Liu Liu，et al·，"Silicon-on-insulator polarization splitting and rotating device for polarization diversity circuits，，'Optics Express，Vol. 19, Issue 13, pp. 12646-12651 (2011)(以下，稱為非專利 文獻(xiàn)1)中公開有這種現(xiàn)有技術(shù)。但是，在非專利文獻(xiàn)1中，向一方的波導(dǎo)路輸入基本TM模 式，并使基本TE模式與另一方的波導(dǎo)路耦合。在下述本發(fā)明的實(shí)施方式中，并不限定于將 基本TM模式轉(zhuǎn)換為基本TE模式的過程，也關(guān)注其逆過程、即關(guān)注將輸入的基本TE模式轉(zhuǎn) 換為基本TM模式而輸出的構(gòu)造。這些在被動的波導(dǎo)路元件中為同等的現(xiàn)象。
[0008] 非專利文獻(xiàn)1的圖1所示的光波導(dǎo)元件是定向耦合器，并且是由波導(dǎo)路的高度相 等、寬度不同的兩個平行排列的波導(dǎo)路形成的。該定向耦合器的與各自的波導(dǎo)路的長邊方 向垂直的剖面（折射率剖面）是由下部包層、形成于下部包層上的矩形的芯、以及遮蓋下部 包層和芯的上部包層形成的。非專利文獻(xiàn)1的定向耦合器形成為下部包層與上部包層具有 不同的折射率的上下非對稱的構(gòu)造。以使在寬度窄的一方的波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)的基本TE模 式的有效折射率與在寬度寬的一方的波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)的基本TM模式的有效折射率為十分 接近的值的方式來決定各自的波導(dǎo)路寬度。
[0009] 在折射率剖面為上下對稱的情況下，對于基本TE模式與基本TM模式而言，主電場 的振幅方向正交。因此，為了利用定向耦合器進(jìn)行耦合，要求耦合長度足夠長，并要求兩個 模式的有效折射率高精度地一致。因此，在非專利文獻(xiàn)1中，使折射率剖面的上下具有非對 稱性。由此，光的封閉方向傾斜，而使各自的模式的與主電場分量正交的分量增加，從而提 高基本TE模式與基本TM模式的耦合。
[0010] 為了使折射率剖面的上下具有非對稱性，需要在上部包層與下部包層具有不同折 射率的材料。由于這種新材料的必要性會產(chǎn)生額外的工序，或者需要本來不在其他的光波 導(dǎo)路部分使用的材料，所以在效果以及成本的方面不利。
[0011] 在非專利文獻(xiàn)1中，通過使用空氣作為上部包層，使用二氧化硅作為下部包層，而 形成"requiring no additional and nonstandard fabrication steps，'（無需客頁夕卜且非 標(biāo)準(zhǔn)的工序）。在該情況下，由于在制造過程中光波導(dǎo)路會裸露，所以會因異物的附著而使 特性變差、成品率降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，其以提供一種即使上部包層與下部包層的折射 率差小、也能夠以更短距離并且高效地進(jìn)行偏振波轉(zhuǎn)換的偏振波轉(zhuǎn)換元件為課題。
[0013] 為了解決上述課題，本發(fā)明的第一技術(shù)方案的偏振波轉(zhuǎn)換元件具有定向耦合器， 該定向耦合器具備相互平行地配置、并且分別具有芯的輸入側(cè)光波導(dǎo)路以及輸出側(cè)光波導(dǎo) 路，在與上述輸入側(cè)光波導(dǎo)路以及上述輸出側(cè)光波導(dǎo)路的長邊方向垂直的剖面上，在將上 述輸入側(cè)光波導(dǎo)路與上述輸出側(cè)光波導(dǎo)路相對的方向作為寬度方向、并將與上述寬度方向 垂直的方向作為高度方向時，上述輸入側(cè)光波導(dǎo)路與上述輸出側(cè)光波導(dǎo)路的上述芯的高度 方向的尺寸相等，上述輸入側(cè)光波導(dǎo)路以及上述輸出側(cè)光波導(dǎo)路中的至少一方的上述芯是 由矩形的下部芯與矩形的上部芯構(gòu)成的，該上部芯以使上述寬度方向的一個側(cè)面與上述下 部芯的一個側(cè)面處于一個平面上的方式配置在上述下部芯之上，并且與上述下部芯相比上 述寬度方向的尺寸小，上述定向f禹合器構(gòu)成為在上述輸入側(cè)光波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)的第一光與 在上述輸出側(cè)光波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)的、偏振方向與上述第一光正交的第二光f禹合。
[0014] 優(yōu)選上述輸入側(cè)光波導(dǎo)路以及上述輸出側(cè)光波導(dǎo)路中的一方的光波導(dǎo)路的芯由 上述下部芯與上述上部芯構(gòu)成，并且另一方的光波導(dǎo)路的芯由矩形的芯構(gòu)成。
[0015] 優(yōu)選在上述一方的光波導(dǎo)路的上述下部芯以及上述上部芯的上述寬度方向的側(cè) 端一致的一側(cè)，存在上述另一方的光波導(dǎo)路。
[0016] 優(yōu)選上述偏振波轉(zhuǎn)換元件還具備配置于上述另一方的光波導(dǎo)路的長邊方向的至 少一端、并具有上述寬度方向的尺寸緩緩變化的錐狀的芯的光波導(dǎo)路。
[0017] 優(yōu)選上述輸入側(cè)光波導(dǎo)路與上述輸出側(cè)光波導(dǎo)路分別具有由上述下部芯與上述 上部芯構(gòu)成的上述芯。
[0018] 優(yōu)選以使上述下部芯與上述上部芯的處于一個平面上的上述側(cè)面彼此相對的方 式配置上述輸入側(cè)光波導(dǎo)路與上述輸出側(cè)光波導(dǎo)路。
[0019] 優(yōu)選上述偏振波轉(zhuǎn)換元件還具備分別配置于上述輸入側(cè)光波導(dǎo)路以及上述輸出 側(cè)光波導(dǎo)路的長邊方向的至少一端的彎波導(dǎo)路，與上述輸入側(cè)光波導(dǎo)路連接的上述彎波導(dǎo) 路以及與上述輸出側(cè)光波導(dǎo)路連接的上述彎波導(dǎo)路趨向上述定向耦合器而相互接近，或者 隨著遠(yuǎn)離上述定向耦合器而相互分離。
[0020] 優(yōu)選上述偏振波轉(zhuǎn)換元件還具備配置于由上述下部芯與上述上部芯構(gòu)成芯的光 波導(dǎo)路的長邊方向的至少一端、并且上述下部芯與上述上部芯的寬度緩緩變得相等的光波 導(dǎo)路。
[0021] 優(yōu)選構(gòu)成為向上述輸入側(cè)光波導(dǎo)路以及上述輸出側(cè)光波導(dǎo)路輸入基本TE模式， 并且在上述輸入側(cè)光波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)的上述基本TE模式的有效折射率與在上述輸出側(cè)光 波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)的上述基本TE模式的有效折射率之差的絕對值在0. 2以上。
[0022] 優(yōu)選上述偏振波轉(zhuǎn)換元件還具備在上表面形成上述輸入側(cè)光波導(dǎo)路以及上述輸 出側(cè)光波導(dǎo)路的基板，上述輸入側(cè)光波導(dǎo)路以及上述輸出側(cè)光波導(dǎo)路配置為，上述寬度方 向成為與上述基板的上述上表面平行的方向，上述高度方向成為與上述基板的上述上表面 垂直的方向。
[0023] 另外，本發(fā)明的第二技術(shù)方案的DP - QPSK調(diào)制器具備上述偏振波轉(zhuǎn)換元件。
[0024] 另外，本發(fā)明的第三技術(shù)方案的偏振分集?相干接收機(jī)具備上述偏振波轉(zhuǎn)換兀件。
[0025] 另外，本發(fā)明的第四技術(shù)方案的偏振分集方法采用上述偏振波轉(zhuǎn)換元件。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的上述技術(shù)方案，由于定向耦合器的至少一個光波導(dǎo)路的芯形成為由 寬度不同的上部芯與下部芯構(gòu)成、并且上下具有非對稱性的芯形狀，從而即使上部包層與 下部包層的折射率差小，也能夠以更短距離并且高效地進(jìn)行偏振波轉(zhuǎn)換。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中使用的由下部芯與上部芯構(gòu)成的光波導(dǎo)路的芯 的一個例子的剖視圖。
[0028] 圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中使用的矩形的光波導(dǎo)路的芯的一個例子的剖視 圖。
[0029] 圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的偏振波轉(zhuǎn)換元件的一個例子的俯視圖。
[0030] 圖4是舉例說明本發(fā)明的實(shí)施方式的偏振波轉(zhuǎn)換元件的定向耦合器的剖視圖。
[0031] 圖5是舉例說明本發(fā)明的實(shí)施方式的偏振波轉(zhuǎn)換元件的定向耦合器的剖視圖。
[0032] 圖6是舉例說明本發(fā)明的實(shí)施方式的偏振波轉(zhuǎn)換元件的定向耦合器的剖視圖。
[0033] 圖7是表示DP - QPSK調(diào)制器的一個例子的示意圖。
[0034] 圖8是表示偏振分集·相干接收機(jī)的一個例子的示意圖。
[0035] 圖9是表不偏振分集方法的一個例子的不意圖。
[0036] 圖10A是表不向具有實(shí)施例1的階梯狀芯的輸入側(cè)光波導(dǎo)路輸入基本TE模式時 的電場的Ex分量的模擬結(jié)果。
[0037] 圖10B是表示向具有實(shí)施例1的階梯狀芯的輸入側(cè)光波導(dǎo)路輸入基本TE模式時 的電場的Ey分量的模擬結(jié)果。
[0038] 圖11A是表不向具有與實(shí)施例1的輸入側(cè)光波導(dǎo)路相同寬度的矩形芯的光波導(dǎo)路 輸入基本TE模式時的電場的Ex分量的模擬結(jié)果。
[0039] 圖11B是表不向具有與實(shí)施例1的輸入偵彳光波導(dǎo)路相同寬度的矩形芯的光波導(dǎo)路 輸入基本TE模式時的電場的Ey分量的模擬結(jié)果。
[0040] 圖12A是表示圖10A以及10B的階梯狀芯的、從中心（X = 0)向?qū)挾确较螂x開 +1 μ m的位置的電場的Ey分量的值的圖表。
[0041] 圖12B是表示圖11A以及11B的矩形芯的、從中心（X = 0)向?qū)挾确较螂x開+1μπι 的位置的電場的Ey分量的值的圖表。
[0042] 圖13是表示實(shí)施例1中向輸入側(cè)光波導(dǎo)路輸入基本TE模式時的Ey分量的變遷 的模擬結(jié)果。
[0043] 圖14是表示實(shí)施例1中向輸出側(cè)光波導(dǎo)路輸入基本TE模式時的Ex分量的變遷 的模擬結(jié)果。
[0044] 圖15A是表示使基本TM模式在具有實(shí)施例2的階梯狀芯的輸出側(cè)光波導(dǎo)路進(jìn)行 波導(dǎo)時的電場的Ex分量的模擬結(jié)果。
[0045] 圖15B是表示使基本TM模式在具有實(shí)施例2的階梯狀芯的輸出側(cè)光波導(dǎo)路進(jìn)行 波導(dǎo)時的電場的Ey分量的模擬結(jié)果。
[0046] 圖16A是表不使基本TM模式在具有與實(shí)施例2的輸出側(cè)光波導(dǎo)路相同寬度的矩 形芯的光波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)時的電場的Ex分量的模擬結(jié)果。
[0047] 圖16B是表示使基本TM模式在具有與實(shí)施例2的輸出側(cè)光波導(dǎo)路相同寬度的矩 形芯的光波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)時的電場的Ey分量的模擬結(jié)果。
[0048] 圖17A是表不向具有實(shí)施例3的階梯狀芯的輸入側(cè)光波導(dǎo)路輸入基本TE模式時 的電場的Ex分量的模擬結(jié)果。
[0049] 圖17B是表示向具有實(shí)施例3的階梯狀芯的輸入側(cè)光波導(dǎo)路輸入基本TE模式時 的電場的Ey分量的模擬結(jié)果。
[0050] 圖18A是表示使基本TM模式在具有實(shí)施例3的階梯狀芯的輸出側(cè)光波導(dǎo)路進(jìn)行 波導(dǎo)時的電場的Ex分量的模擬結(jié)果。
[0051] 圖18B是表示使基本TM模式在具有實(shí)施例3的階梯狀芯的輸出側(cè)光波導(dǎo)路進(jìn)行 波導(dǎo)時的電場的Ey分量的模擬結(jié)果。
[0052] 圖19A是表示向具有比較例1的矩形芯的輸入側(cè)光波導(dǎo)路輸入基本TE模式時的 電場的Ex分量的模擬結(jié)果。
[0053] 圖19B是表示向具有比較例1的矩形芯的輸入側(cè)光波導(dǎo)路輸入基本TE模式時的 電場的Ey分量的模擬結(jié)果。
[0054] 圖20A是表示向具有比較例2的矩形芯的輸入側(cè)光波導(dǎo)路輸入基本TE模式時的 電場的Ex分量的模擬結(jié)果。
[0055] 圖20B是表示向具有比較例2的矩形芯的輸入側(cè)光波導(dǎo)路輸入基本TE模式時的 電場的Ey分量的模擬結(jié)果。

【具體實(shí)施方式】
[0056] 以下，參照附圖并根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行說明。
[0057] 本實(shí)施方式的偏振波轉(zhuǎn)換元件具備構(gòu)成定向耦合器的相互平行的輸入側(cè)光波導(dǎo) 路以及輸出側(cè)光波導(dǎo)路。另外，在輸入側(cè)光波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)的光與在輸出側(cè)光波導(dǎo)路進(jìn)行 波導(dǎo)的光f禹合時，即使偏振方向不同的模式的光彼此也能夠f禹合。定向f禹合器的輸入側(cè)光 波導(dǎo)路以及輸出側(cè)光波導(dǎo)路中至少一方的光波導(dǎo)路的芯在與波導(dǎo)方向垂直的剖面上如圖1 所示地具有階梯形狀的芯1。階梯狀芯1是由矩形的下部芯la與上部芯lb構(gòu)成的，該上部 芯lb以使寬度方向的一個側(cè)端（側(cè)面）lc與下部芯la的一個側(cè)端（側(cè)面）lc 一致（即， 下部芯la與上部芯lb的一個側(cè)面處于一個平面上）的方式配置在下部芯la上，并且與下 部芯la相比寬度方向的尺寸小。由此，至少能夠使基本TE模式的光以及基本TM模式的光 中的一方的電場旋轉(zhuǎn)，從而提高基本TE模式與基本TM模式之間的耦合效率。通過這樣地 形成階梯狀芯形狀，能夠不改變上部包層與下部包層的折射率地，形成上下的非對稱性。由 此，能夠以更短距離并且高效地進(jìn)行偏振波轉(zhuǎn)換。
[0058] 在僅將一方的光波導(dǎo)路的芯形成為圖1所示的階梯狀芯形狀的情況下，也可以將 另一方的光波導(dǎo)路的芯在與波導(dǎo)方向垂直的剖面上如圖2所示地形成為矩形的芯2(矩形 波導(dǎo)）。
[0059] 另外，優(yōu)選輸入側(cè)光波導(dǎo)路與輸出側(cè)光波導(dǎo)路的芯的高度Η相等。所謂芯的高度 Η，在圖1所示的階梯狀芯1的情況下是包括下部芯la與上部芯lb在內(nèi)的整體的高度，在 圖2所示的矩形芯2的情況下是芯的高度。在輸入側(cè)光波導(dǎo)路以及輸出側(cè)光波導(dǎo)路形成于 基板的上表面P上的情況下，所謂寬度1、1 &、113，在與波導(dǎo)方向垂直的剖視圖中是指與基板 的上表面P平行的方向的尺寸，所謂高度H、Ha、Hb是指與基板P的上表面垂直的方向的尺 寸。在圖1中，上部芯lb的寬度Wb比下部芯la的寬度Wa小，在側(cè)端lc的相反一側(cè)形成 有對應(yīng)于下部芯la與上部芯lb的寬度之差的階梯部Id。圖1所示的基板P的位置表示下 部包層的上表面。在下部包層之上、芯的上表面以及兩側(cè)端的周圍，形成有上部包層。
[0060] 下部芯la的高度Ha與上部芯lb的高度Hb的關(guān)系沒有特別地限定，可以是Ha > Hb、Ha = Hb、或者Ha < Hb，但是Ha與Hb之差不宜過大。優(yōu)選下部芯la與上部芯lb由相 同的材料形成。在為Si芯的情況下，也可以由一個單晶Si通過蝕刻形成下部芯la與上部 芯lb。還能夠在由單晶Si形成下部芯la后，由多晶Si等形成上部芯lb。
[0061] 為了使相互平行的輸入側(cè)光波導(dǎo)路與輸出側(cè)光波導(dǎo)路作為定向耦合器而發(fā)揮功 能，優(yōu)選在一方的光波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)的基本TE模式（第一光）的有效折射率與在另一方的 光波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)的基本TM模式（第二光）的有效折射率是十分接近的值，進(jìn)一步優(yōu)選兩 種模式的有效折射率相等。
[0062] 在將輸入至輸入側(cè)光波導(dǎo)路的基本TE模式與在輸出側(cè)光波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)的基本 TM模式耦合的情況下，希望在輸入側(cè)光波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)的基本TE模式的有效折射率與在 輸出側(cè)光波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)的基本TM模式的有效折射率大致相等。
[0063] 另外，在將輸入至輸入側(cè)光波導(dǎo)路的基本TM模式與在輸出側(cè)光波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo) 的基本TE模式耦合的情況下，希望在輸入側(cè)光波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)的基本TM模式的有效折射 率與在輸出側(cè)光波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)的基本TE模式的有效折射率大致相等。
[0064] 接下來，對利用階梯狀芯的形狀來提高基本TE模式與基本TM模式之間的耦合效 率的理由進(jìn)行敘述。定向耦合器的耦合效率T是輸出模式的功率與輸入模式的功率的比。 在兩個波導(dǎo)路分離時，近似地以下面的公式（1)來表示耦合效率T。
[0065] 數(shù) 1
[0066]

【權(quán)利要求】
1. 一種偏振波轉(zhuǎn)換元件，其具有定向耦合器，該定向耦合器具備相互平行地配置并分 別具有芯的輸入側(cè)光波導(dǎo)路以及輸出側(cè)光波導(dǎo)路， 在與所述輸入側(cè)光波導(dǎo)路以及所述輸出側(cè)光波導(dǎo)路的長邊方向垂直的剖面上，在將所 述輸入側(cè)光波導(dǎo)路與所述輸出側(cè)光波導(dǎo)路相對的方向作為寬度方向、并將與所述寬度方向 垂直的方向作為高度方向時，所述輸入側(cè)光波導(dǎo)路與所述輸出側(cè)光波導(dǎo)路的所述芯的高度 方向的尺寸相等， 所述輸入側(cè)光波導(dǎo)路以及所述輸出側(cè)光波導(dǎo)路中的至少一方的所述芯是由矩形的下 部芯與矩形的上部芯構(gòu)成的，該上部芯以使所述寬度方向的一個側(cè)面與所述下部芯的一個 側(cè)面處于一個平面上的方式配置在所述下部芯之上，并且與所述下部芯相比所述寬度方向 的尺寸小， 所述定向f禹合器構(gòu)成為，在所述輸入側(cè)光波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)的第一光與在所述輸出側(cè)光 波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)的、偏振方向與所述第一光正交的第二光耦合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振波轉(zhuǎn)換元件，其特征在于， 所述輸入側(cè)光波導(dǎo)路以及所述輸出側(cè)光波導(dǎo)路中的一方的光波導(dǎo)路的芯由所述下部 芯與所述上部芯構(gòu)成，并且另一方的光波導(dǎo)路的芯由矩形的芯構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的偏振波轉(zhuǎn)換元件，其特征在于， 所述一方的光波導(dǎo)路的所述下部芯與所述上部芯的處于一個平面上的所述側(cè)面與所 述另一方的光波導(dǎo)路相對。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的偏振波轉(zhuǎn)換元件，其特征在于， 還具備配置于所述另一方的光波導(dǎo)路的長邊方向的至少一端、并具有所述寬度方向的 尺寸緩緩變化的錐狀的芯的光波導(dǎo)路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振波轉(zhuǎn)換元件，其特征在于， 所述輸入側(cè)光波導(dǎo)路與所述輸出側(cè)光波導(dǎo)路分別具有由所述下部芯與所述上部芯構(gòu) 成的所述芯。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的偏振波轉(zhuǎn)換元件，其特征在于， 以使所述下部芯與所述上部芯的處于一個平面上的所述側(cè)面彼此相對的方式配置所 述輸入側(cè)光波導(dǎo)路與所述輸出側(cè)光波導(dǎo)路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的偏振波轉(zhuǎn)換元件，其特征在于， 還具備分別配置于所述輸入側(cè)光波導(dǎo)路以及所述輸出側(cè)光波導(dǎo)路的長邊方向的至少 一端的彎波導(dǎo)路， 與所述輸入側(cè)光波導(dǎo)路連接的所述彎波導(dǎo)路以及與所述輸出側(cè)光波導(dǎo)路連接的所述 彎波導(dǎo)路趨向所述定向耦合器而相互接近，或者隨著遠(yuǎn)離所述定向耦合器而相互分離。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的偏振波轉(zhuǎn)換元件，其特征在于， 還具備配置于由所述下部芯與所述上部芯構(gòu)成芯的光波導(dǎo)路的長邊方向的至少一端、 并且所述下部芯與所述上部芯的寬度緩緩變得相等的光波導(dǎo)路。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1?8中任一項(xiàng)所述的偏振波轉(zhuǎn)換元件，其特征在于， 構(gòu)成為向所述輸入側(cè)光波導(dǎo)路以及所述輸出側(cè)光波導(dǎo)路輸入基本TE模式， 在所述輸入側(cè)光波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)的所述基本TE模式的有效折射率與在所述輸出側(cè)光 波導(dǎo)路進(jìn)行波導(dǎo)的所述基本TE模式的有效折射率之差的絕對值在0. 2以上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1?9中任一項(xiàng)所述的偏振波轉(zhuǎn)換元件，其特征在于， 還具備在上表面形成所述輸入側(cè)光波導(dǎo)路以及所述輸出側(cè)光波導(dǎo)路的基板， 所述輸入側(cè)光波導(dǎo)路以及所述輸出側(cè)光波導(dǎo)路配置為，所述寬度方向成為與所述基板 的所述上表面平行的方向，并且所述高度方向成為與所述基板的所述上表面垂直的方向。
11. 一種DP - QPSK調(diào)制器，其特征在于， 具備權(quán)利要求1?10中任一項(xiàng)所述的偏振波轉(zhuǎn)換元件。
12. -種偏振分集?相干接收機(jī)，其特征在于， 具備權(quán)利要求1?10中任一項(xiàng)所述的偏振波轉(zhuǎn)換元件。
13. -種偏振分集方法，其特征在于， 采用權(quán)利要求1?10中任一項(xiàng)所述的偏振波轉(zhuǎn)換元件。
【文檔編號】G02B6/126GK104252020SQ201410280291
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】岡徹, 五井一宏, 小川憲介, 日下裕幸 申請人:株式會社藤倉