基板型波導(dǎo)元件以及光調(diào)制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及將已被輸入到第一芯的TM偏振波從第二芯輸出的基板型波導(dǎo)元件。 另外，涉及具備了那樣的基板型波導(dǎo)元件的光調(diào)制器。
【背景技術(shù)】
[0002] 通過光通信傳輸?shù)男畔⒘恳恢痹黾印榱伺c這樣的信息量的增加對應(yīng)，發(fā)展使信 號速度高速化、或通過波分復(fù)用增加信道數(shù)的對策。特別是，在以高速信息通信為目的的下 一代的lOOGbps數(shù)字相干傳輸技術(shù)中，研宄通過偏振復(fù)用使每個單位時間的信息量倍增。 這里，所謂的偏振復(fù)用是指在電場相互正交的兩個偏振波（例如，TM偏振波和TE偏振波） 分別重疊不同的信息。
[0003]然而，進行偏振復(fù)用的情況下，光調(diào)制器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，其結(jié)果，導(dǎo)致裝置尺寸的 大型化、制造成本的上升等問題。因此，研宄通過具備了加工容易、并且集成化帶來的裝置 尺寸的小型化以及大量生產(chǎn)帶來的制造成本的降低成為可能的硅制的波導(dǎo)的基板型波導(dǎo) 元件，實現(xiàn)進行偏振復(fù)用的光調(diào)制器。
[0004] 在進行偏振復(fù)用的光調(diào)制器，例如，安裝有使重疊了某種信息的TM偏振波和重疊 了其他的信息的TE偏振波合波的偏振合束器。作為使基板型波導(dǎo)元件作為這樣的偏振合 束器發(fā)揮作用的技術(shù)，例如，已知有非專利文獻1所記載的技術(shù)。
[0005] 圖9示出了專利文獻1所記載的基板型波導(dǎo)元件5。圖9(a)是基板型波導(dǎo)元件5 的剖視圖，圖9 (b)~圖9 (c)是基板型波導(dǎo)元件5的俯視圖（省略下部包層51以及上部包 層52的圖示）。
[0006] 如圖9(a)所示，基板型波導(dǎo)元件5由二氧化硅（Si02)制的下部包層51、形成在下 部包層51上的硅（Si)制的兩個芯53~54、以及以埋設(shè)兩個芯53~54的方式層疊在下部 包層51上的二氧化硅制的上部包層52構(gòu)成。如圖9(a)所示，兩個芯53~54具有彼此全 等的長方形的剖面，且如圖9(b)~圖9(c)所示，在一部分的區(qū)間（在該圖中以虛線包圍的 區(qū)間）中以側(cè)面彼此相互接近的方式配置。以下，也將兩個芯53~54的側(cè)面彼此相互接 近的區(qū)間記載為"并行區(qū)間"。
[0007] 在基板型波導(dǎo)元件5中，以兩個芯53~54的并行區(qū)間的長度L與針對TM0偏振波 的耦合長度一致的方式設(shè)計。因此，如圖9(b)所示，若向第一芯53輸入TM0偏振波和TE0 偏振波，則從第二芯54輸出TM0偏振波，從第一芯53輸出TE0偏振波。即，基板型波導(dǎo)元 件5作為分波為TM0偏振波和TE0偏振波的偏振分束器發(fā)揮作用。另外，如圖9(c)所示， 若向第一芯53輸入TM0偏振波，并向第二芯54輸入TE0偏振波，則從第二芯54輸出TM0 偏振波和TE0偏振波。即，基板型波導(dǎo)元件5也作為使TM0偏振波和TE0偏振波合波的偏 振合束器發(fā)揮作用。
[0008] 此外，在本說明書中，所謂的"TE偏振波"是指與在芯傳播的光的行進方向正交的 方向中，與上部包層和下部包層的邊界面平行的方向的電場分量為主的偏振模式。特別是， 將有效折射率最大的TE偏振波稱為"TE0偏振波"。另外，在本說明書中，所謂的"TM偏振 波"是指與在芯傳播的光的行進方向正交的方向中，與上部包層和下部包層之間的邊界面 垂直的方向的電場分量為主的偏振模式。特別是，將有效折射率最大的TM偏振波稱為"TMO 偏振波"。
[0009] 在基板型波導(dǎo)元件5中，如上述那樣，將已被輸入到第一芯53的TM0偏振波從第 二芯54輸出，與此相對，已被輸入到第一芯53的TE0偏振波主要從第一芯53輸出，已被輸 入到第二芯54的TE0偏振波主要從第二芯54輸出。以下，對其理由進行說明。
[0010] 首先，針對各偏振模式（以下，將關(guān)注的偏振模式記載為"對象模式"）的基板型波 導(dǎo)元件5的耦合效率T作為兩個芯53~54的并行區(qū)間的長度L的函數(shù)，大體由（1)式給 予。這里，所謂的"耦合效率"是指從第二芯54輸出的對象模式的能量與已被輸入到第一 芯53的對象模式的能量之比（或者，從第一芯53輸出的對象模式的能量與已被輸入到第 二芯54的對象模式的能量之比）。（1)式中的F以及q的定義如⑵式以及（3)式所示。
[0011] 式 1
[0012] T=Fsin2(qL) (1)
[0013] 式 2
【主權(quán)項】
1. 一種基板型波導(dǎo)元件，具備下部包層、形成在所述下部包層上的第一芯以及第二芯、 以及以埋設(shè)所述第一芯以及所述第二芯的方式層疊在所述下部包層上的上部包層，且將已 被輸入到所述第一芯的TM偏振波從所述第二芯輸出，該基板型波導(dǎo)元件的特征在于， 通過使所述第一芯的至少一部分的區(qū)間中的剖面為由四邊形的主要部分、和從該主要 部分突出的四邊形的突出部構(gòu)成的階梯形狀，從而使所述第一芯中的TE偏振波的有效折 射率與所述第二芯中的TE偏振波的有效折射率不同。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板型波導(dǎo)元件，其特征在于， 所述突出部的突出方向是遠(yuǎn)離所述第二芯的方向。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板型波導(dǎo)元件，其特征在于， 所述基板型波導(dǎo)元件是將已被輸入到所述第一芯的TMO偏振波從所述第二芯輸出的 基板型波導(dǎo)元件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板型波導(dǎo)元件，其特征在于， 所述第一芯與所述第二芯之間的距離隨著遠(yuǎn)離所述第一芯的輸入端而逐漸變小，或者 隨著接近所述第一芯的輸出端而逐漸變大。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板型波導(dǎo)元件，其特征在于， 所述突出部的寬度隨著遠(yuǎn)離所述第一芯的輸入端而逐漸變大，或者隨著接近所述第一 芯的輸出端而逐漸變小。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板型波導(dǎo)元件，其特征在于， 使所述第一芯的第一區(qū)間中的剖面為階梯形狀，使所述第一芯的第二區(qū)間中的剖面為 四邊形狀， 并且使與所述第一芯的所述第一區(qū)間對置的所述第二芯的第一區(qū)間的剖面為四邊形 狀，使與所述第一芯的所述第二區(qū)間對置的所述第二芯的第二區(qū)間中的剖面為階梯形狀。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板型波導(dǎo)元件，其特征在于， 所述上部包層以及所述下部包層為二氧化硅制，所述第一芯以及所述第二芯為硅制。
8. -種光調(diào)制器，其特征在于， 具備權(quán)利要求1~7中的任意一項所述的基板型波導(dǎo)元件作為使TM偏振波和TE偏振 波合波的偏振合束器。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基板型波導(dǎo)元件以及光調(diào)制器。通過使第一芯的至少一部分的區(qū)間中的剖面為由四邊形的主要部分、和從該主要部分突出的四邊形的突出部構(gòu)成的階梯形狀，使第一芯和第二芯中的TE偏振波的有效折射率不同。
【IPC分類】G02B6-122, G02B6-126, G02B6-12
【公開號】CN104849803
【申請?zhí)枴緾N201510084731
【發(fā)明人】岡徹
【申請人】株式會社藤倉
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年2月16日
【公告號】US20150234121