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公開番号2025022156
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2023126462
出願日2023-08-02
発明の名称位相調整器
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類G02B 6/122 20060101AFI20250206BHJP(光学)
要約【課題】複数の導波路それぞれの所定の方向の大きさを抑制しつつ、複数の導波路を伝搬する光に位相差を付与可能な位相調整器を提供すること。
【解決手段】
入射する複数の光の位相を調整する位相調整器は、所定の方向Daに沿って延びて形成され、複数の光のうちの第1の光が伝搬する第1光路L1と、第1光路に対向して所定の方向に沿って延びて形成され、複数の光のうちの第1の光とは異なる第2の光が伝搬する第2光路L2と、を備える。第1光路および第2光路は、光の屈折率が互いに異なる部材で形成される部位を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
入射する複数の光の位相を調整する位相調整器であって、
所定の方向（Ｄａ）に沿って延びて形成され、前記複数の光のうちの第１の光が伝搬する第１光路（Ｌ１）と、
前記第１光路に対向して前記所定の方向に沿って延びて形成され、前記複数の光のうちの前記第１の光とは異なる第２の光が伝搬する第２光路（Ｌ２）と、を備え、
前記第１光路および前記第２光路は、光の屈折率が互いに異なる部材で形成される部位を有する位相調整器。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記第１光路は、互いの光の屈折率が異なる部材で形成された第１－１導波路（１３）および第１－２導波路（３２）を含み、
前記第２光路は、前記第１－１導波路および前記第１－２導波路の少なくとも一方とは光の屈折率が異なるとともに、互いの光の屈折率が異なる部材で形成された第２－１導波路（２３）および第２－２導波路（４２）を含む請求項１に記載の位相調整器。
【請求項３】
前記第１－１導波路は、前記第１光路および前記第２光路が対向する方向を対向方向（Ｄｃ）としたとき、前記第２－１導波路と同じ部材で形成されるとともに、前記対向方向が前記第２－１導波路の前記対向方向の大きさと同じ大きさであって、前記所定の方向の大きさが前記第２－１導波路と異なっており、
前記第１－２導波路は、前記第２－２導波路と同じ部材で形成されるとともに、前記対向方向が前記第２－２導波路の前記対向方向の大きさと同じ大きさであって、前記所定の方向の大きさが前記第２－２導波路と異なっている請求項２に記載の位相調整器。
【請求項４】
前記第１－１導波路および前記第１－２導波路は、前記対向方向の大きさが、前記第１の光が高次モードで伝搬可能な大きさで設定されており、
前記第２－１導波路および前記第２－２導波路は、前記対向方向の大きさが、前記第２の光が高次モードで伝搬可能な大きさで設定されている請求項３に記載の位相調整器。
【請求項５】
前記第１光路は、前記第１光路における前記第１－１導波路および前記第１－２導波路とは異なる部位の部材および形状が、前記第２光路における前記第２－１導波路および前記第２－２導波路とは異なる部位の部材および形状と同一である請求項４に記載の位相調整器。
【請求項６】
前記第１－１導波路は、前記所定の方向の大きさが前記第２－１導波路の前記所定の方向の大きさに比較して大きく、
前記第１－２導波路は、前記所定の方向の大きさが前記第２－２導波路の前記所定の方向の大きさに比較して小さい請求項５に記載の位相調整器。
【請求項７】
前記第１－１導波路の前記所定の方向の大きさと前記第１－２導波路の前記所定の方向の大きさとの和は、前記第１－２導波路の前記所定の方向の大きさと前記第２－２導波路の前記所定の方向の大きさとの和に等しい請求項６に記載の位相調整器。
【請求項８】
前記第１光路は、前記第１光路における前記第１－１導波路および前記第１－２導波路とは異なる部位の前記所定の方向の大きさと光の実効屈折率との積算値が、前記第２光路における前記第２－１導波路および前記第２－２導波路とは異なる部位の前記所定の方向の大きさと光の実効屈折率との積算値と同一である請求項４ないし７のいずれか１つに記載の位相調整器。
【請求項９】
前記第１－１導波路および前記第１－２導波路は、光の屈折率が大きい側の前記対向方向の大きさの増加率に対する光の屈折率の増加率が、光の屈折率が小さい側の前記対向方向の大きさの増加率に対する光の屈折率の増加率に近づくように設定されており、
前記第２－１導波路および前記第２－２導波路は、光の屈折率が大きい側の前記対向方向の大きさの増加率に対する光の屈折率の増加率が、光の屈折率が小さい側の前記対向方向の大きさの増加率に対する光の屈折率の増加率に近づくように設定されている請求項４ないし７のいずれか１つに記載の位相調整器。
【請求項１０】
前記第１－１導波路および前記第１－２導波路は、部材の光の屈折率が大きい側が部材の光の屈折率が小さい側に比較して前記対向方向の大きさが大きく形成されており、
前記第２－１導波路および前記第２－２導波路は、部材の光の屈折率が大きい側が部材の光の屈折率が小さい側に比較して前記対向方向の大きさが大きく形成されている請求項９に記載の位相調整器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、位相調整器に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、入射する２つの光それぞれが伝搬される２つの導波路の形状の違いによって、これら入射する２つの光それぞれの位相を調整するパッシブ型の位相調整器が知られている（例えば、非特許文献１参照）。この非特許文献１に記載の位相調整器は、２つの導波路を伝搬する２つの光の位相差を調整する。
【０００３】
ここで、導波路において光が伝搬される方向を所定の方向、所定の方向に交差する所定の方向を幅方向とする。非特許文献１に記載の位相調整器は、２つの導波路それぞれの幅方向の大きさが、所定の方向に沿って徐々に大きくなる拡大部位を有しているところ、一方の導波路の拡大部位の幅方向の大きさに比較して他方の導波路の拡大部位の幅方向の大きさが大きくなっている。そして、非特許文献１に記載の位相調整器は、２つの導波路の拡大部位それぞれの幅方向の大きさの差によって生じる２つの導波路の実効屈折率の差によって、一方の導波路を伝搬する光と他方の導波路を伝搬する光と間に位相差を付与することを可能としている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
Ultra-Broadband Mode Converter and Multiplexer Based on Sub-Wavelength Structures Volume 10, Number 2, April 2018
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、２つの導波路を伝搬する光に付与可能な位相差は、２つの導波路の所定の方向の大きさが互いに等しい場合、２つの導波路の実効屈折率の差に導波路の所定の方向の大きさを乗じた大きさとなる。このため、２つの導波路の実効屈折率の差を大きくするほど、２つの導波路を伝搬する光に付与する位相差を大きくすることができる。そして、２つの導波路それぞれの実効屈折率は、この２つの導波路それぞれの幅方向の大きさを大きくするほど大きくできる。
【０００６】
ただし、導波路の幅方向の大きさの増加率に対する実効屈折率の増加率は、導波路の幅方向の大きさが大きくなるほど小さくなる。すなわち、導波路の幅方向の大きさの増加幅に対する実効屈折率の増加幅は、導波路の幅方向の大きさが大きくなるほど鈍化する。このため、非特許文献１に記載の位相調整器のように、２つの導波路の拡大部位それぞれの幅方向の大きさの差によって２つの導波路に実効屈折率の差を生じさせても、２つの導波路の実効屈折率の差を大きくし難い。
【０００７】
したがって、２つの導波路の拡大部位それぞれの幅方向の大きさの差によって２つの導波路を伝搬する光に位相差を付与する場合、付与する位相差が大きいほど２つの導波路それぞれの所定の方向の大きさを大きくする必要がある。しかし、導波路の所定の方向の大きさを大きくすると、位相調整器の所定の方向の大きさが大きくなるため、好ましくない。このような課題は、発明者らの鋭意検討によって見出された。
【０００８】
本開示は、複数の導波路それぞれの所定の方向の大きさを抑制しつつ、複数の導波路を伝搬する光に位相差を付与可能な位相調整器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】
【０００９】
本開示の１つの観点によれば、
入射する複数の光の位相を調整する位相調整器であって、
所定の方向（Ｄａ）に沿って延びて形成され、複数の光のうちの第１の光が伝搬する第１光路（Ｌ１）と、
第１光路に対向して所定の方向に沿って延びて形成され、複数の光のうちの第１の光とは異なる第２の光が伝搬する第２光路（Ｌ２）と、を備え、
第１光路および第２光路は、光の屈折率が互いに異なる部材で形成される部位を有する。
【００１０】
これによれば、互いの光の屈折率が異なる部材で形成された部位によって第１光路を伝搬する第１の光と第２光路を伝搬する第２の光との間に位相差を付与することができる。このため、第１光路および第２光路それぞれの形状の違いによって第１光路を伝搬する第１の光と第２光路を伝搬する第２の光との間に位相差を付与する形成に比較して第１光路および第２光路それぞれの所定の方向の大きさを抑制し易い。したがって、第１光路および第２光路それぞれの所定の方向の大きさを抑制しつつ、第１光路を伝搬する第１の光と第２光路を伝搬する第２の光との間に位相差を付与することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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