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公開番号2025033327
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023138976
出願日2023-08-29
発明の名称合分波器、その製造方法、設計装置、設計プログラムおよびデマルチプレクサ
出願人住友電気工業株式会社,国立大学法人北海道大学
代理人弁理士法人片山特許事務所
主分類G02B 6/13 20060101AFI20250306BHJP(光学)
要約【課題】所望の特性を得ることが可能な合分波器、その製造方法、設計装置、設計プログラムおよびデマルチプレクサを提供する。
【解決手段】基板と、前記基板に設けられ、光を入力するための第1ポートおよび光を出力するための第2ポートとを有する合分波器の製造方法であって、隣り合う3つの孔が三角格子状に並ぶように、複数の前記孔の位置を設計する工程と、前記基板の1つの面に前記複数の孔を形成する工程と、を有する合分波器の製造方法。
【選択図】図1A

特許請求の範囲【請求項１】
基板と、前記基板に設けられ、光を入力するための第１ポートおよび光を出力するための第２ポートとを有する合分波器の製造方法であって、
隣り合う３つの孔が三角格子状に並ぶように、複数の前記孔の位置を設計する工程と、
前記基板の１つの面に前記複数の孔を形成する工程と、を有する合分波器の製造方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記設計する工程は、前記基板の前記面を三角格子状に並ぶ複数の領域に分割する工程と、前記複数の領域の一部に前記孔を配置し、前記複数の領域の別の一部に前記孔を配置しない工程とを含む請求項１に記載の合分波器の製造方法。
【請求項３】
前記領域の平面形状は正六角形であり、
前記基板の前記面を前記複数の領域に分割する工程は、前記複数の領域を最密充填構造で配置する工程を含む請求項２に記載の合分波器の製造方法。
【請求項４】
前記設計する工程は、合分波器の特性に基づいて前記複数の孔の位置を設計する工程である請求項１または請求項２に記載の合分波器の製造方法。
【請求項５】
前記複数の孔を形成する工程は、前記基板のシリコン層にドライエッチングを行うことで前記孔を形成する工程を含む請求項１または請求項２に記載の合分波器の製造方法。
【請求項６】
基板と、
前記基板に設けられた第１ポートおよび第２ポートと、を具備し、
光は前記第１ポートに入力され、第２ポートから出力され、
前記基板の１つの面に複数の孔が設けられ、
隣り合う３つの前記孔は三角格子状に配置されている合分波器。
【請求項７】
前記基板はシリコン層を有し、
前記シリコン層の１つの面に前記複数の孔が設けられている請求項６に記載の合分波器。
【請求項８】
互いに隣り合う３つの前記孔は正三角形状に配置される請求項６または請求項７に記載の合分波器。
【請求項９】
１つの前記第１ポートと複数の前記第２ポートとを有する請求項６または請求項７に記載の合分波器。
【請求項１０】
第１合分波器と、
第２合分波器と、
第３合分波器と、を具備し、
前記第１合分波器、前記第２合分波器および前記第３合分波器のそれぞれは、
基板と、
前記基板に設けられた第１ポートおよび第２ポートと、を具備し、
前記基板の１つの面に複数の孔が設けられ、
隣り合う３つの前記孔は三角格子状に配置され、
前記第１合分波器は２つの前記第２ポートを有し、
前記第１合分波器の前記２つの第２ポートのうち１つは前記第２合分波器の前記第１ポートに結合し、
前記第１合分波器の前記２つの第２ポートのうちもう１つは前記第３合分波器の前記第１ポートに結合するデマルチプレクサ。
（【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】
本開示は合分波器、その製造方法、設計装置、設計プログラムおよびデマルチプレクサに関するものである。
続きを表示（約 3,800 文字）【背景技術】
【０００２】
モザイク状の光学受動素子が開発されている。複数の孔を面内に配置することで、光を所定の強度比で分岐し、かつ小型の合分波器が形成される（非特許文献１など）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
“ＣｏｍｐａｃｔＰｏｗｅｒＳｐｌｉｔｔｅｒｓｗｉｔｈＭｏｓａｉｃ－ｂａｓｅｄＳｔｒｕｃｔｕｒｅＤｅｓｉｇｎｅｄｂｙＢａｙｅｓｉａｎＤｉｒｅｃｔ－ｂｉｎａｒｙ－ｓｅａｒｃｈＭｅｔｈｏｄ” ＴａｋｕｙａＭｉｔａｒａｉｅｔ．ａｌ．ｉｎＰｒｏｃ．ＯＥＣＣ／ＰＳＳ２０２２，Ｔｏｙａｍａ，Ｊａｐａｎ，Ａｕｇ．２０２２，ＴｕＥ２－４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
製造工程では、孔の配置を設計し、シリコン層にドライエッチングを行うことで、孔を形成する。製造上の誤差などによって、孔間の壁が薄くなることがある。壁が消失し、孔同士がひとつに結合することもある。こうした場合、特性が劣化する恐れがある。そこで、所望の特性を得ることが可能な合分波器、その製造方法、設計装置、設計プログラムおよびデマルチプレクサ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】
本開示に係る合分波器の製造方法は、基板と、前記基板に設けられ、光を入力するための第１ポートおよび光を出力するための第２ポートとを有する合分波器の製造方法であって、隣り合う３つの孔が三角格子状に並ぶように、複数の前記孔の位置を設計する工程と、前記基板の１つの面に前記複数の孔を形成する工程と、を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、所望の特性を得ることが可能な合分波器、その製造方法、設計装置、設計プログラムおよびデマルチプレクサを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１Ａは第１実施形態に係る合分波器を例示する平面図である。
図１Ｂは孔を拡大した平面図である。
図２Ａは合分波器を例示する断面図である。
図２Ｂは合分波器を例示する断面図である。
図３Ａは合分波器の設計装置を例示するブロック図である。
図３Ｂは制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。
図３Ｃは合分波器の製造方法を例示するフローチャートである。
図３Ｄは合分波器の製造方法を例示するフローチャートである。
図４は合分波器の製造方法を例示する平面図である。
図５Ａは合分波器の製造方法を例示する断面図である。
図５Ｂは合分波器の製造方法を例示する断面図である。
図５Ｃは合分波器の製造方法を例示する断面図である。
図６は分岐比を例示する図である。
図７Ａは比較例に係る合分波器における孔を拡大した平面図である。
図７Ｂは変形例に係る合分波器における孔を拡大した平面図である。
図８は第２実施形態に係る合分波器を例示する平面図である。
図９は第３実施形態に係る合分波器を例示する平面図である。
図１０は第４実施形態に係る合分波器を例示する平面図である。
図１１は分岐比を例示する図である。
図１２は第５実施形態に係るデマルチプレクサを例示する平面図である。
図１３は透過率を例示する図である。
【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）基板と、前記基板に設けられ、光を入力するための第１ポートおよび光を出力するための第２ポートとを有する合分波器の製造方法であって、隣り合う３つの孔が三角格子状に並ぶように、複数の前記孔の位置を設計する工程と、前記基板の１つの面に前記複数の孔を形成する工程と、を有する合分波器の製造方法である。隣り合う孔の間の壁が厚くなり、壊れにくい。隣り合う孔同士が結合されにくく、互いに分離される。設計した個数およびレイアウトの孔を設けることで、所望の特性を得ることができる。
（２）上記（１）において、前記設計する工程は、前記基板の前記面を三角格子状に並ぶ複数の領域に分割する工程と、前記複数の領域の一部に前記孔を配置し、前記複数の領域の別の一部に前記孔を配置しない工程とを含んでもよい。壁が厚くなり、複数の孔が分離される。所望の特性を得ることができる。
（３）上記（２）において、前記領域の平面形状は正六角形であり、前記基板の前記面を複数の領域に分割する工程は、前記複数の領域を最密充填構造で配置する工程を含んでもよい。壁が厚くなり、複数の孔が分離される。所望の特性を得ることができる。
（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記設計する工程は、合分波器の特性に基づいて前記複数の孔の位置を設計する工程でもよい。三角格子状の配置と所望の特性とを有する合分波器を製造することができる。
（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、前記複数の孔を形成する工程は、前記基板のシリコン層にドライエッチングを行うことで前記孔を形成する工程を含んでもよい。壁が厚いため、複数の孔が分離される。所望の特性を得ることができる。
（６）基板と、前記基板に設けられた第１ポートおよび第２ポートと、を具備し、光は前記第１ポートに入力され、第２ポートから出力され、前記基板の１つの面に複数の孔が設けられ、隣り合う３つの前記孔は三角格子状に配置されている合分波器である。隣り合う孔の間の壁が厚いため、壊れにくい。隣り合う孔同士が結合されにくく、互いに分離される。設計した個数およびレイアウトの孔を設けることで、所望の特性を得ることができる。
（７）上記（６）において、前記基板はシリコン層を有し、前記シリコン層の１つの面に前記複数の孔が設けられてもよい。壁が厚いため、複数の孔が分離される。所望の特性を得ることができる。
（８）上記（６）または（７）において、互いに隣り合う３つの前記孔は正三角形状に配置されてもよい。壁が厚いため、複数の孔が分離される。所望の特性を得ることができる。
（９）上記（６）から（８）のいずれかにおいて、１つの前記第１ポートと複数の前記第２ポートとを有してもよい。分岐比を所望の大きさとすることができる。
（１０）第１合分波器と、第２合分波器と、第３合分波器と、を具備し、前記第１合分波器、前記第２合分波器および前記第３合分波器のそれぞれは、基板と、前記基板に設けられた第１ポートおよび第２ポートと、を具備し、前記基板の１つの面に複数の孔が設けられ、隣り合う３つの前記孔は三角格子状に配置され、前記第１合分波器は２つの前記第２ポートを有し、前記第１合分波器の前記２つの第２ポートのうち１つは前記第２合分波器の前記第１ポートに結合し、前記第１合分波器の前記２つの第２ポートのうちもう１つは前記第３合分波器の前記第１ポートに結合するデマルチプレクサである。所望の特性を得ることができる。
（１１）基板と、前記基板に設けられ、光を入力するための第１ポートおよび光を出力するための第２ポートとを有する合分波器の設計装置であって、前記合分波器は、前記基板の面に設けられる複数の孔を有し、前記設計装置は、前記基板の面内において、隣り合う３つの前記孔が三角格子状に並ぶように、前記複数の孔の位置を設計する合分波器の設計装置である。隣り合う孔の間の壁が厚くなり、壊れにくい。隣り合う孔同士が結合されにくく、互いに分離される。設計した個数およびレイアウトの孔を設けることで、所望の特性を得ることができる。
（１２）基板と、前記基板に設けられ、光を入力するための第１ポートおよび光を出力するための第２ポートとを有する合分波器の設計プログラムであって、前記合分波器は、前記基板の面に設けられる複数の孔を有し、前記設計プログラムは、コンピュータを、前記基板の面内において、隣り合う３つの前記孔が三角格子状に並ぶように、複数の前記孔の位置を設計する設計部として機能させる合分波器の設計プログラムである。隣り合う孔の間の壁が厚くなり、壊れにくい。隣り合う孔同士が結合されにくく、互いに分離される。設計した個数およびレイアウトの孔を設けることで、所望の特性を得ることができる。
【００１０】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係る合分波器、その製造方法、設計装置、設計プログラムおよびデマルチプレクサの具体例を、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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