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公開番号2024043454
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-29
出願番号2022197478
出願日2022-12-09
発明の名称光集積回路及び光レシーバ
出願人京セラ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G02B 6/12 20060101AFI20240322BHJP(光学)
要約【課題】製造公差に対するロバスト性を有する波長合分波素子を備える光集積回路及び光レシーバを提供する。
【解決手段】光集積回路は、方向性結合器と遅延線とを有する波長合分波素子を備える。波長合分波素子は複数段に縦続的に接続されている。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
方向性結合器と遅延線とを有する波長合分波素子を備え、前記波長合分波素子が複数段に縦続的に接続されている、光集積回路。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記波長合分波素子が４段に接続されている、請求項１に記載の光集積回路。
【請求項３】
２段目より後ろに接続されている前記波長合分波素子は、前記方向性結合器のストレート側に出力ポートを有する、請求項１に記載の光集積回路。
【請求項４】
前記波長合分波素子がＮ段に接続されている第１複合素子と、前記波長合分波素子がＭ段に接続されている第２複合素子とが縦続的に接続されている、請求項１に記載の光集積回路。
【請求項５】
２段目からＮ段目まで、又は、Ｎ＋２段目からＮ＋Ｍ段目までに接続されている前記波長合分波素子は、前記方向性結合器のストレート側に出力ポートを有する、請求項４に記載の光集積回路。
【請求項６】
シリコンフォトニクスの技術によって形成されている、請求項１から５までのいずれか一項に記載の光集積回路。
【請求項７】
前記波長合分波素子は、基板の上に位置する導波路と、前記導波路の少なくとも一部の温度を変化させるように構成される抵抗素子とを有する、請求項１から５までのいずれか一項に記載の光集積回路。
【請求項８】
前記抵抗素子の少なくとも一部は、前記基板の平面視において、前記導波路の少なくとも一部の上に重なるように位置する、請求項７に記載の光集積回路。
【請求項９】
前記抵抗素子は、チタンナイトライドを含んで構成される、請求項８に記載の光集積回路。
【請求項１０】
請求項１から５までのいずれか一項に記載の光集積回路を備える、光レシーバ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光集積回路及び光レシーバに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
マッハツェンダー干渉計を縦続的に接続した波長分離素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１９４０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シリコンフォトニクスの素子の特性として、出力ポート間のクロストーク又は挿入損失が重要である。シリコンフォトニクスのチップ上でクロストーク又は挿入損失の十分な特性の実現が求められる。
【０００５】
本開示は、製造公差に対するロバスト性を有する波長合分波素子を備える光集積回路及び光レシーバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一実施形態に係る光集積回路は、方向性結合器と遅延線とを有する波長合分波素子を備え、前記波長合分波素子が複数段に縦続的に接続されている。
【０００７】
本開示の一実施形態に係る光レシーバは、前記光集積回路を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の一実施形態に係る光集積回路及び光レシーバによれば、製造公差に対するロバスト性を有する波長合分波素子が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一実施形態に係る光レシーバの構成例を示すブロック図である。
入力部としてエッジカプラを有する場合の光レシーバの構成例を示すブロック図である。
図２の構成例において遅延器を更に備える場合の光レシーバの構成例を示すブロック図である。
図３の構成例において偏光スプリッタローテータを偏光スプリッタに置き換えた場合の光レシーバの構成例を示すブロック図である。
図３の構成例においてフォトダイオードの前に接続される遅延器を可変減衰器に置き換えた場合の光レシーバの構成例を示すブロック図である。
図５の構成例においてフォトダイオードの前に接続される可変減衰器とフォトダイオードとの間に遅延器を更に備える場合の光レシーバの構成例を示すブロック図である。
ストリップ型導波路の一例を示す断面図である。
リブ型導波路の一例を示す断面図である。
一実施形態に係る分波器の構成例を示すブロック図である。
図８の分波器の干渉計及びポートの配置例を示す図である。
干渉計の導波路の配置例を示す図である。
ストリップ型導波路を用いた場合の第１グループの第１及び第３素子の特性の一例を示すグラフである。
ストリップ型導波路を用いた場合の第１グループの第２素子の特性の一例を示すグラフである。
ストリップ型導波路を用いた場合の第２グループの第１、第３及び第４素子の特性の一例を示すグラフである。
ストリップ型導波路を用いた場合の第２グループの第２、第５及び第６素子の特性の一例を示すグラフである。
ストリップ型導波路を用いた場合の分波器の特性の設計値の一例を示すグラフである。
ストリップ型導波路を用いた場合の分波器の特性の実測値の一例を示すグラフである。
リブ型導波路を用いた場合の第１グループの第１及び第３素子の特性の一例を示すグラフである。
リブ型導波路を用いた場合の第１グループの第２素子の特性の一例を示すグラフである。
リブ型導波路を用いた場合の第２グループの第１、第３及び第４素子の特性の一例を示すグラフである。
リブ型導波路を用いた場合の第２グループの第２、第５及び第６素子の特性の一例を示すグラフである。
リブ型導波路を用いた場合の分波器の特性の設計値の一例を示すグラフである。
リブ型導波路を用いた場合の分波器の特性の実測値の一例を示すグラフである。
抵抗素子を備える波長合分波素子の構成例を示す図である。
抵抗素子と導波路との位置関係の一例を示す図である。
ストリップ型導波路を用いた波長合分波素子の波長特性の一例を示すグラフである。
リブ型導波路を用いた波長合分波素子の波長特性の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
データセンター内の光通信において、デジタルシグナルプロセッサが簡便かつ低消費電力であることから、直接変調直接検波方式が広く用いられている。一方で、データセンター内光通信のトラフィック増大に伴い、より高密度なデータ伝送が求められており、シリコンを用いた光集積回路、特に小型の波長多重光回路を有する光トランシーバが検討されている。この中で、シリコンによって実現される波長多重光回路として、直列マッハツェンダー型干渉系又はアレイ導波路型グレーティングなどが用いられ得る。これらの波長多重光回路は、いずれも光の偏波によって特性が大きく変化するという特徴を有する。一方で、データセンター内の既設の光ファイバ網はシングルモード光ファイバが広く用いられている。しかし、この光ファイバは偏波保持特性を有していない。したがって、配線の曲げ部分又は接続部分を光が通過するたびに光の偏波がランダムに変化する。そこで、どのような偏波に対しても光レシーバの特性が均一になるように、光回路の前段に偏光スプリッタローテータを設け、入射した光をＴＥ（Transverse Electric）成分とＴＭ（Transverse Magnetic）成分とに分離し、それぞれを別々の波長多重光回路に入射させる必要がある。直接変調直接偏波方式において、ＴＥ又はＴＭのいずれかに偏光させた後、波長多重光回路の出力をフォトダイオードで受光し、各偏波成分に対応するフォトダイオードの出力の和を検出する必要がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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