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公開番号2024043456
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-29
出願番号2022203751
出願日2022-12-20
発明の名称光集積回路素子
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 6/126 20060101AFI20240322BHJP(光学)
要約【課題】単純な構成の光集積回路素子を提供する。
【解決手段】光集積回路素子は、第1導波路140と第2導波路142とを備える。第1導波路140の少なくとも一部と第2導波路142の少なくとも一部とは第1方向に沿って並んで位置する。第1導波路140は、第1の偏波と第2の偏波とを含む電磁波の入力又は出力が可能に構成される第1ポート143と、分離した第1の偏波の出力、又は、第1の偏波の入力が可能に構成される第2ポート144とを有する。第2導波路142は、分離した第2の偏波若しくは分離して回転させた第2の偏波の出力、又は、第2の偏波の入力が可能に構成される第3ポート145を有する。第1導波路140又は第2導波路142の少なくとも一方の、第1方向を法線とする断面の形状は、線対称でない。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
第１導波路と、第２導波路とを備え、
前記第１導波路の少なくとも一部と、前記第２導波路の少なくとも一部とは、第１方向に沿って並んで位置し、
前記第１導波路は、第１の偏波と第２の偏波とを含む電磁波の入力又は出力が可能に構成される第１ポートと、分離した前記第１の偏波の出力、又は、前記第１の偏波の入力が可能に構成される第２ポートとを有し、
前記第２導波路は、分離した前記第２の偏波若しくは分離して回転させた前記第２の偏波の出力、又は、前記第２の偏波の入力が可能に構成される第３ポートを有し、
前記第１導波路又は前記第２導波路の少なくとも一方の、前記第１方向を法線とする断面の形状は、線対称でない、光集積回路素子。
続きを表示（約 310 文字）【請求項２】
前記第１導波路の、前記第１方向を法線とする断面の形状は、非対称である、請求項１に記載の光集積回路素子。
【請求項３】
前記第１導波路又は前記第２導波路の少なくとも一方の、前記第１方向に交差する方向の幅は、前記第１方向に沿った少なくとも一部において変化する、請求項１に記載の光集積回路素子。
【請求項４】
前記第１導波路及び前記第２導波路は、シリコンを含んで形成されている、請求項１から３までのいずれか一項に記載の光集積回路素子。
【請求項５】
前記第１導波路及び前記第２導波路のそれぞれの線幅は、２００ｎｍより大きい、請求項４に記載の光集積回路素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光集積回路素子に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ＴＭ０モードからＴＥ１モードへ変換するモード変換器と方向性結合器との組み合わせによって偏波の分離及び回転を実現する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】
特表２０１７－５３６５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モード変換器及び方向性結合器の２つの素子を組み合わせた素子において、少なくとも一方の製造誤差によって性能が低下し得る。つまり、製造誤差に対してロバストでない。したがって、最先端プロセスに比べて技術的に作りやすく、かつ、製造コストが低いとされる０．１８μｍ（１８０ｎｍ）幅のプロセスで２つの素子を組み合わせた素子を作成した場合に、素子の特性を制御することが難しい。また、非対称な構造を有する方向性結合器についても、０．１８μｍ幅のプロセスで作成した場合に、方向性結合器の特性を制御することが難しい。
【０００５】
本開示は、０．１８μｍ幅のプロセスで作成した場合でも特性を制御しやすい光集積回路素子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素子は、第１導波路と、第２導波路とを備える。前記第１導波路の少なくとも一部と、前記第２導波路の少なくとも一部とは、第１方向に沿って並んで位置する。前記第１導波路は、第１の偏波と第２の偏波とを含む電磁波の入力又は出力が可能に構成される第１ポートと、分離した前記第１の偏波の出力、又は、前記第１の偏波の入力が可能に構成される第２ポートとを有する。前記第２導波路は、分離した前記第２の偏波若しくは分離して回転させた前記第２の偏波の出力、又は、前記第２の偏波の入力が可能に構成される第３ポートを有する。前記第１導波路又は前記第２導波路の少なくとも一方の、前記第１方向を法線とする断面の形状は、線対称でない。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の一実施形態によれば、０．１８μｍ幅のプロセスで作成した場合でも特性を制御しやすい光集積回路素子が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
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。
光レシーバの他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２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４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。
一実施形態に係る偏光スプリッタローテータの構成例を示す平面図である。
図６のＢ－Ｂ断面図である。
図６のＣ－Ｃ断面図である。
図６のＤ－Ｄ断面図である。
図６のＥ－Ｅ断面図である。
図６のＦ－Ｆ断面図である。
一実施形態に係る偏光スプリッタローテータの出力特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
一実施形態に係る偏光スプリッタローテータの出力特性の実測結果を示すグラフである。
偏光スプリッタローテータの他の構成例を示す平面図である。
図１４のＧ－Ｇ断面図である。
図１４のＨ－Ｈ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
モード変換器及び方向性結合器の２つの素子を組み合わせた素子において、少なくとも一方の製造誤差によって性能が低下し得る。つまり、製造誤差に対してロバストでない。したがって、最先端プロセスに比べて技術的に作りやすく、かつ、製造コストが低い０．１８μｍ（１８０ｎｍ）幅のプロセスで２つの素子を組み合わせた素子を作成した場合に、素子の特性を制御することが難しい。また、非対称な構造を有する方向性結合器についても、０．１８μｍ幅のプロセスで作成した場合に、方向性結合器の特性を制御することが難しい。０．１８μｍ幅のプロセスで作成した場合でも特性を制御できる構造が求められる。
（【００１１】以降は省略されています）

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