專利名稱：基板型光波導(dǎo)元件、波長色散補償元件及其設(shè)計方法、濾光器及其設(shè)計方法、以及光諧振 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有2個布拉格光柵圖樣的可以在波長色散補償元件、濾光器、光諧 振器等各種用途中使用的基板型光波導(dǎo)元件及其設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
關(guān)于在不考慮偏振光依存性的光波導(dǎo)構(gòu)造中的波長色散補償，有以下的例子。在專利文獻1中，記載了在波導(dǎo)中具有布拉格光柵圖樣的色散補償元件。專利文 獻1的色散補償元件為了補償對多個波長信道的波長色散，而具有多個周期呈空間性變化 的布拉格光柵的要素，由沿著波導(dǎo)的光軸方向的多個要素構(gòu)成的布拉格光柵的折射率分布 n(z)呈現(xiàn)如下式那樣的正弦波變化(z是光傳播軸上的點的位置)。
權(quán)利要求
一種基板型光波導(dǎo)元件，其特征在于，具有光波導(dǎo)的芯、和設(shè)在該芯上的第1和第2布拉格光柵圖樣，上述第1和第2布拉格光柵圖樣沿著光的波導(dǎo)方向并列著。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板型光波導(dǎo)元件，其特征在于，上述第1布拉格光柵圖樣是沿著上述光的波導(dǎo)方向形成在上述光波導(dǎo)的芯的兩側(cè)壁 上的凹凸，上述第2布拉格光柵圖樣是在上述芯的寬度方向的中央且是在相對上述光的波導(dǎo)方 向垂直并相對上述寬度方向垂直的垂直方向上，形成在上部的突起和/或槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基板型光波導(dǎo)元件，其特征在于，上述第2布拉格光柵圖樣是在上述芯的寬度方向中央且是在上述垂直方向形成在上 部的槽，在該槽的兩側(cè)壁上沿著上述光的波導(dǎo)方向形成有凹凸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項所述的基板型光波導(dǎo)元件，其特征在于， 上述第1和第2布拉格光柵圖樣的上述凹凸的周期相互一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基板型光波導(dǎo)元件，其特征在于，在沿著上述光的波導(dǎo)方向觀察的情況下，上述第1布拉格光柵圖樣中的芯寬度寬的部 分與上述第2布拉格光柵圖樣中的槽寬度窄的部分對應(yīng)，而且，上述第1布拉格光柵圖樣中 的芯寬度窄的部分與上述第2布拉格光柵圖樣中的槽寬度寬的部分對應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任意一項所述的基板型光波導(dǎo)元件，其特征在于，上述第1和第2布拉格光柵圖樣分別包含多個布拉格光柵的振幅包絡(luò)線梯度的符號被 反轉(zhuǎn)的孤立的單一坐標(biāo)點。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基板型光波導(dǎo)元件，其特征在于， 上述第1和第2布拉格光柵圖樣的局部周期取3個以上的離散值， 取各個離散值的局部周期在光波導(dǎo)的全長上分別存在于多處，在把全部的離散值中的分布頻度最高的值設(shè)為M，把比該M大的值中的最接近上述M的 值設(shè)為A，把比該M小的值中的最接近上述M的值設(shè)為B的情況下，A-M所表示的差與M-B 所表示的差相等。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7中任意一項所述的基板型光波導(dǎo)元件，其特征在于，上述光波導(dǎo)的芯通過由肋構(gòu)造構(gòu)成的內(nèi)側(cè)芯、和在上述內(nèi)側(cè)芯的上側(cè)覆蓋上述肋構(gòu)造 的凸部的3個方向的外側(cè)芯構(gòu)成，上述外側(cè)芯由折射率比上述內(nèi)側(cè)芯的平均折射率低的材料構(gòu)成， 上述第1和第2布拉格光柵圖樣被設(shè)在上述外側(cè)芯上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板型光波導(dǎo)元件，其特征在于，上述內(nèi)側(cè)芯，在其寬度方向的中央沿著光的波導(dǎo)方向具有由折射率比上述內(nèi)側(cè)芯低的 材料構(gòu)成的間隙部、和被上述間隙部分離的2個區(qū)域，構(gòu)成單一模式跨越上述2個區(qū)域傳播 的單模光波導(dǎo)。
10.一種波長色散補償元件，其對于多個波長信道，從信號光入射到上述光波導(dǎo)到反射 為止，通過使在上述光波導(dǎo)中傳播的距離按波長而不同，來補償光傳送路中的波長色散和 色散梯度，其特征在于，該波長色散補償元件由權(quán)利要求1 9中任意一項所述的基板型光波導(dǎo)元件構(gòu)成。
11.一種波長色散補償元件的設(shè)計方法，是權(quán)利要求10所述的波長色散補償元件的設(shè) 計方法，其特征在于，包括光波導(dǎo)截面構(gòu)造設(shè)計工序，通過改變構(gòu)成上述第1和第2布拉格光柵圖樣的2個區(qū)域 的與上述光的波導(dǎo)方向正交的截面中的尺寸，使光波導(dǎo)對在上述光波導(dǎo)中被波導(dǎo)的相互獨 立的2個偏振光的實效折射率等同，并通過求出該實效折射率作為對兩偏振光共通的實效 折射率，來求出上述2個區(qū)域的尺寸與上述共通的實效折射率的關(guān)系；布拉格光柵圖樣設(shè)計工序，指定波長色散、色散梯度和反射率作為參數(shù)，在計算出規(guī)定 的復(fù)數(shù)反射率頻譜后，根據(jù)上述復(fù)數(shù)反射率頻譜和期望的光波導(dǎo)的長度獲得上述光波導(dǎo)的 沿著上述光的波導(dǎo)方向的實效折射率的形狀分布；和波長色散補償元件設(shè)計工序，根據(jù)在上述光波導(dǎo)截面構(gòu)造設(shè)計工序中求出的上述2個 區(qū)域的尺寸與上述共通的實效折射率的關(guān)系，把在上述布拉格光柵圖樣設(shè)計工序中獲得的 上述實效折射率的形狀分布轉(zhuǎn)換成上述2個區(qū)域的尺寸的形狀分布，由此獲得由上述2個 區(qū)域的尺寸的變化構(gòu)成的上述第1和第2布拉格光柵圖樣。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的波長色散補償元件的設(shè)計方法，其特征在于，在上述布拉格光柵圖樣設(shè)計工序中還包括坐標(biāo)軸的離散化分辨率取為與反射帶的寬 度的半值對應(yīng)的間距變化量以上的粗視化工序，通過該粗視化工序，構(gòu)成包含多個布拉格 光柵的振幅包絡(luò)線梯度的符號被反轉(zhuǎn)的孤立的單一坐標(biāo)點的光波導(dǎo)。
13.一種濾光器，其特征在于，由權(quán)利要求1 9中任意一項所述的基板型光波導(dǎo)元件 構(gòu)成。
14.一種濾光器的設(shè)計方法，是權(quán)利要求13所述的濾光器的設(shè)計方法，其特征在于，包括光波導(dǎo)截面構(gòu)造設(shè)計工序，通過改變構(gòu)成上述第1和第2布拉格光柵圖樣的2個區(qū)域 的與上述光的波導(dǎo)方向正交的截面中的尺寸，使光波導(dǎo)對在上述光波導(dǎo)中被波導(dǎo)的相互獨 立的2個偏振光的實效折射率等同，并通過求出該實效折射率作為對兩偏振光共通的實效 折射率，來求出上述2個區(qū)域的尺寸與上述共通的實效折射率的關(guān)系；布拉格光柵圖樣設(shè)計工序，指定反射率和相位作為參數(shù)，計算出規(guī)定的復(fù)數(shù)反射率頻 譜后，根據(jù)上述復(fù)數(shù)反射率頻譜和期望的光波導(dǎo)的長度獲得上述光波導(dǎo)的沿著上述光的波 導(dǎo)方向的實效折射率的形狀分布；和波長色散補償元件設(shè)計工序，根據(jù)在上述光波導(dǎo)截面構(gòu)造設(shè)計工序中求出的上述2個 區(qū)域的尺寸與上述共通的實效折射率的關(guān)系，把在上述布拉格光柵圖樣設(shè)計工序中獲得的 上述實效折射率的形狀分布轉(zhuǎn)換成上述2個區(qū)域的尺寸的形狀分布，由此獲得由上述2個 區(qū)域的尺寸的變化構(gòu)成的上述第1和第2布拉格光柵圖樣。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的濾光器的設(shè)計方法，其特征在于，在上述布拉格光柵圖樣設(shè)計工序中還包括坐標(biāo)軸的離散化分辨率取為與反射帶的寬 度的半值對應(yīng)的間距變化量以上的粗視化工序，通過該粗視化工序，構(gòu)成包含多個布拉格 光柵的振幅包絡(luò)線梯度的符號被反轉(zhuǎn)的孤立的單一坐標(biāo)點的光波導(dǎo)。
16.一種光諧振器，其具有構(gòu)成第1反射鏡的第1光波導(dǎo)、構(gòu)成第2反射鏡的第2光波 導(dǎo)、和介于上述第1光波導(dǎo)和第2光波導(dǎo)之間的第3光波導(dǎo)，通過把上述第1光波導(dǎo)、上述第3光波導(dǎo)和上述第2光波導(dǎo)串聯(lián)連接形成單一的基板型光波導(dǎo)，其特征在于，上述第1光波導(dǎo)和上述第2光波導(dǎo)由權(quán)利要求1 9中任意一項所述的基板型光波導(dǎo) 元件構(gòu)成。
17.—種光諧振器的設(shè)計方法，是權(quán)利要求16所述的光諧振器的設(shè)計方法，其特征在 于，包括光波導(dǎo)截面構(gòu)造設(shè)計工序，通過改變構(gòu)成上述第1和第2布拉格光柵圖樣的2個區(qū)域 的與上述光的波導(dǎo)方向正交的截面中的尺寸，使光波導(dǎo)對在上述光波導(dǎo)中被波導(dǎo)的相互獨 立的2個偏振光的實效折射率等同，并通過求出該實效折射率作為對兩偏振光共通的實效 折射率，來求出上述2個區(qū)域的尺寸與上述共通的實效折射率的關(guān)系；布拉格光柵圖樣設(shè)計工序，指定反射率和相位作為參數(shù)，計算出規(guī)定的復(fù)數(shù)反射率頻 譜后，根據(jù)上述復(fù)數(shù)反射率頻譜和期望的光波導(dǎo)的長度獲得上述光波導(dǎo)的沿著上述光的波 導(dǎo)方向的實效折射率的形狀分布；和反射鏡設(shè)計工序，根據(jù)在上述光波導(dǎo)截面構(gòu)造設(shè)計工序中求出的上述2個區(qū)域的尺寸 與上述共通的實效折射率的關(guān)系，把在上述布拉格光柵圖樣設(shè)計工序中獲得的上述實效折 射率的形狀分布轉(zhuǎn)換成上述2個區(qū)域的尺寸的形狀分布，由此獲得由上述2個區(qū)域的尺寸 的變化構(gòu)成的上述第1和第2布拉格光柵圖樣。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光諧振器的設(shè)計方法，其特征在于，在上述布拉格光柵圖樣設(shè)計工序中還包括坐標(biāo)軸的離散化分辨率取為與反射帶的寬 度的半值對應(yīng)的間距變化量以上的粗視化工序，通過該粗視化工序，構(gòu)成包含多個布拉格 光柵的振幅包絡(luò)線梯度的符號被反轉(zhuǎn)的孤立的單一坐標(biāo)點的光波導(dǎo)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基板型光波導(dǎo)元件和波長色散補償元件及其設(shè)計方法。該基板型光波導(dǎo)元件具有光波導(dǎo)的芯、和設(shè)在該芯上的第1和第2布拉格光柵圖樣，上述第1和第2布拉格光柵圖樣沿著光的波導(dǎo)方向排列。
文檔編號G02B6/122GK101952754SQ200980106220
公開日2011年1月19日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日
發(fā)明者佐久間健, 官寧, 小川憲介 申請人:株式會社藤倉