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公開番号2024179188
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2023097835
出願日2023-06-14
発明の名称光フィルタ
出願人住友電気工業株式会社
代理人個人
主分類G02B 6/12 20060101AFI20241219BHJP(光学)
要約【課題】結合係数の温度依存性を抑制することが可能な光フィルタを提供する。
【解決手段】リング共振器と、前記リング共振器と光学的に結合する光導波路と、前記リング共振器に設けられたヒータと、を具備し、前記リング共振器は第1曲線部を有し、前記光導波路は第2曲線部を有し、前記第1曲線部と前記第2曲線部とは方向性結合器を形成し、前記ヒータは前記方向性結合器の上に設けられる光フィルタ。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
リング共振器と、
前記リング共振器と光学的に結合する光導波路と、
前記リング共振器に設けられたヒータと、を具備し、
前記リング共振器は第１曲線部を有し、
前記光導波路は第２曲線部を有し、
前記第１曲線部と前記第２曲線部とは方向性結合器を形成し、
前記ヒータは前記方向性結合器の上に設けられる光フィルタ。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記ヒータは、前記リング共振器のうち前記方向性結合器を形成する部分、および前記方向性結合器以外の部分に設けられる請求項１に記載の光フィルタ。
【請求項３】
前記ヒータは、前記リング共振器のうち７０％以上の部分の上に設けられる請求項１または請求項２に記載の光フィルタ。
【請求項４】
前記第１曲線部および前記第２曲線部は、前記リング共振器の外に向けて湾曲する請求項１または請求項２に記載の光フィルタ。
【請求項５】
前記第１曲線部の曲率半径および前記第２曲線部の曲率半径は３５０μｍ以下、５μｍ以上である請求項１または請求項２に記載の光フィルタ。
【請求項６】
前記方向性結合器において前記リング共振器と前記光導波路との間の距離が最小になる請求項１または請求項２に記載の光フィルタ。
【請求項７】
シリコン層を具備し、
前記シリコン層は導波路コアを有し、
１つの前記導波路コアは前記リング共振器であり、
もう１つの前記導波路コアは前記光導波路であり、
前記方向性結合器において、前記１つの導波路コアと前記もう１つの導波路コアとは隣接する請求項１または請求項２に記載の光フィルタ。
【請求項８】
２つの前記光導波路を具備し、
前記２つの光導波路のそれぞれは前記第２曲線部を有し、
２つの前記第２曲線部のそれぞれは、前記第１曲線部と前記方向性結合器を形成する請求項１または請求項２に記載の光フィルタ。
【請求項９】
前記リング共振器を回る方向において、２つの前記方向性結合器のうち１つの前記方向性結合器からもう１つの前記方向性結合器までの前記リング共振器の長さは、前記２つの方向性結合器のうち前記もう１つの方向性結合器から前記１つの方向性結合器までの前記リング共振器の長さに等しい請求項８に記載の光フィルタ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は光フィルタに関するものである。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
２つの光導波路を近づけることで、方向性結合器が形成される（非特許文献１など）。１つの光導波路からもう１つの光導波路へと、光が乗り移る。リング状の光導波路はリング共振器を形成する。リング共振器と光導波路とで方向性結合器を形成することで、光が乗り移る。ヒータによってリング共振器の温度を変化させることで、光の波長を変化させることができる（非特許文献２など）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
“ＲｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆＣｏｕｐｌｉｎｇＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓＵｓｉｎｇＳｉＯｐｔｉｃａｌＷａｖｅｇｕｉｄｅＣｕｒｖｅｄＤｉｒｅｃｔｉｏｎａｌＣｏｕｐｌｅｒ” ＨｉｓａｙａｓｕＭｏｒｉｎｏ，ｅｔａｌ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｉｇｈｔｗａｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．１２，Ｊｕｎｅ１５，２０１４ｐ２１８８－２１９２
“Ａ２．５ｋＨｚＬｉｎｅｗｉｄｔｈＷｉｄｅｌｙＴｕｎａｂｌｅＬａｓｅｒｗｉｔｈＢｏｏｓｔｅｒＳＯＡＩｎｔｅｇｒａｔｅｄｏｎＳｉｌｉｃｏｎ” ＭｉｎｈＡ．ｅｔａｌ．２０１８ＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＬａｓｅｒＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＩＳＬＣ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
方向性結合器の結合係数は温度に依存して変化する。結合係数の変化により、意図する特性が得られない恐れがある。そこで、結合係数の温度依存性を抑制することが可能な光フィルタ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】
【０００５】
本開示に係る光フィルタは、リング共振器と、前記リング共振器と光学的に結合する光導波路と、前記リング共振器に設けられたヒータと、を具備し、前記リング共振器は第１曲線部を有し、前記光導波路は第２曲線部を有し、前記第１曲線部と前記第２曲線部とは方向性結合器を形成し、前記ヒータは前記方向性結合器の上に設けられる。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、結合係数の温度依存性を抑制することが可能な光フィルタを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は実施形態に係る光フィルタを例示する平面図である。
図２Ａは方向性結合器の拡大図である。
図２Ｂは角度と曲率半径との関係を例示する図である。
図３Ａは図１の線Ａ－Ａに沿った断面図である。
図３Ｂは図１の線Ｂ－Ｂに沿った断面図である。
図４は光のスペクトルを例示する図である。
図５は比較例に係る光フィルタを例示する平面図である。
図６は方向性結合器の結合係数を例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
【０００９】
本開示の一形態は、（１）リング共振器と、前記リング共振器と光学的に結合する光導波路と、前記リング共振器に設けられたヒータと、を具備し、前記リング共振器は第１曲線部を有し、前記光導波路は第２曲線部を有し、前記第１曲線部と前記第２曲線部とは方向性結合器を形成し、前記ヒータは前記方向性結合器の上に設けられる光フィルタである。ヒータを用いてリング共振器の温度を変化させることで、光の波長を変化させる。第１曲線部および第２曲線部が方向性結合器を形成する。このため結合係数の温度依存性が抑制される。光の波長を変化させ、かつ結合係数の変化は抑制することができる。
（２）上記（１）において、前記ヒータは、前記リング共振器のうち前記方向性結合器を形成する部分、および前記方向性結合器以外の部分に設けられてもよい。リング共振器のうちヒータに覆われる部分が長くなる。ヒータから熱の伝わる部分が大きくなる。リング共振器の温度が変化しやすくなる。消費電力の増加を抑制することができる。
（３）上記（１）または（２）において、前記ヒータは、前記リング共振器のうち７０％以上の部分の上に設けられてもよい。リング共振器のうちヒータに覆われる部分が長くなる。ヒータから熱の伝わる部分が大きくなる。リング共振器の温度が変化しやすくなる。消費電力の増加を抑制することができる。
（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記第１曲線部および前記第２曲線部は、前記リング共振器の外に向けて湾曲してもよい。第１曲線部と第２曲線部とが方向性結合器を形成する。リング共振器と光導波路との間で、光が乗り移ることができる。
（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、前記第１曲線部の曲率半径および前記第２曲線部の曲率半径は３５０μｍ以下、５μｍ以上でもよい。結合係数の温度依存性が小さくなる。
（６）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、前記方向性結合器において前記リング共振器と前記光導波路との間の距離が最小でもよい。光は方向性結合器において乗り移りやすく、方向性結合器以外の部分では乗り移りにくい。光の波長および強度を所望の大きさとすることができる。
（７）上記（１）から（６）のいずれかにおいて、シリコン層を具備し、前記シリコン層は導波路コアを有し、１つの前記導波路コアは前記リング共振器であり、もう１つの前記導波路コアは前記光導波路であり、前記方向性結合器において、前記１つの導波路コアと前記もう１つの導波路コアとは隣接してもよい。導波路コアの間で光が乗り移る。リング共振器および光導波路はシリコンで形成される。リング共振器および光導波路に光を強く閉じ込め、損失を抑制することができる。
（８）上記（１）から（７）のいずれかにおいて、２つの前記光導波路を具備し、前記２つの光導波路のそれぞれは前記第２曲線部を有し、２つの前記第２曲線部のそれぞれは、前記第１曲線部と前記方向性結合器を形成してもよい。１つの光導波路からリング共振器に光が乗り移る。リング共振器からもう１つの光導波路に光が乗り移る。リング共振器の共振波長を有する光を取り出すことができる。
（９）上記（８）において、前記リング共振器を回る方向において、２つの前記方向性結合器のうち１つの前記方向性結合器からもう１つの前記方向性結合器までの前記リング共振器の長さは、前記２つの方向性結合器のうち前記もう１つの方向性結合器から前記１つの方向性結合器までの前記リング共振器の長さに等しくてもよい。２つの方向性結合器の間において、光路長が同一に近づく。光の位相にずれが生じにくい。
【００１０】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係る光フィルタの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
（【００１１】以降は省略されています）

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