專利名稱：偏振無(wú)關(guān)波導(dǎo)型干涉光路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種偏振無(wú)關(guān)波導(dǎo)型干涉光路，抑制偏振相關(guān)性以及與偏振有關(guān)的溫度相關(guān)性。

背景技術(shù)：
由于對(duì)光通信的長(zhǎng)距離、大容量的進(jìn)一步要求，波分多路復(fù)用通信成為重要的技術(shù)。作為該波分多路復(fù)用通信系統(tǒng)必不可少的設(shè)備，有合分波器，該合分波器用于根據(jù)波長(zhǎng)來(lái)對(duì)光信號(hào)進(jìn)行合成分離。例如，作為簡(jiǎn)單的合分波器，有使用了光波導(dǎo)的馬赫-曾德干涉儀光路(以下稱為MZI)(例如，參照非專利文件1)。
圖1示出該MZI的概略圖。MZI 100具備兩個(gè)耦合器122、124、連接兩個(gè)耦合器的臂波導(dǎo)106、108。耦合器122具備兩個(gè)輸入波導(dǎo)102、104，耦合器124具備兩個(gè)輸出波導(dǎo)110、112。
以下，對(duì)馬赫-曾德干涉儀的工作原理及其偏振相關(guān)性進(jìn)行說(shuō)明。
MZI 100中，將從輸入I1(輸入波導(dǎo)102)到輸出O1(輸出波導(dǎo)110)的通路定義為直通通路(Through Path)，將從輸入I1(輸入波導(dǎo)104)到輸出O2(輸出波導(dǎo)112)的通路定義為交叉通路(CrossPath)。這時(shí)，根據(jù)公知的干涉原理，能夠?qū)⒏魍返墓廨敵?Othrough、Ocross)記載為如下(在此，設(shè)耦合器的耦合率為50％)。
[數(shù)1] 其中，I0表示輸入光的光強(qiáng)度，n表示有效折射率，ΔL表示兩個(gè)臂波導(dǎo)的長(zhǎng)度差，λ表示使用波長(zhǎng)。
根據(jù)式(1)，直通通路在滿足nΔL＝λm(m為整數(shù))的信號(hào)波長(zhǎng)處，根據(jù)式(2)，交叉通路在滿足 [數(shù)2] (m為整數(shù)) 的信號(hào)波長(zhǎng)處，光信號(hào)周期性地消光并向另一方的通路輸出，從而實(shí)現(xiàn)合波分波器的功能。
作為使用于這種設(shè)備的光波導(dǎo)的制作方法，例如有如下方法。
使用火焰水解法在硅基板上依次沉積以SiO2為主體的下部下包層以及在SiO2中添加了GeO2的芯體層。接著，使用反應(yīng)性離子蝕刻對(duì)芯體層進(jìn)行圖案成形。再次使用火焰水解法，沉積上包層來(lái)制作埋入型光波導(dǎo)。
通常，這樣的光波導(dǎo)由于芯體的形狀、基板與包層的熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的應(yīng)力，從而會(huì)具有雙折射率。即、具有垂直于基板的偏振方向的TM偏振波與具有平行于基板的偏振方向的TE偏振波的有效折射率(nTE，nTM)各不相同。在此，偏振相關(guān)的光路程差Δ(BL)由下式得出。
[數(shù)3] Δ(BL)＝∫Bdl1-∫Bdl2(3) 其中，l1、l2分別是沿著兩個(gè)臂波導(dǎo)的線坐標(biāo)。另外， [數(shù)4] ∫Bdl1與∫Bdl2 是沿著臂波導(dǎo)的雙折射率的線積分。
由于偏振相關(guān)的光路程差Δ(BL)為有限的值，所以在所消光的波長(zhǎng)上產(chǎn)生偏振相關(guān)性。這種偏振相關(guān)性是產(chǎn)生偏振相關(guān)損耗(PDL)和偏振相關(guān)頻率差(PDf)的主要原因，導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量大幅劣化。
作為解決該偏振相關(guān)性的方法，已知有以下幾種。
(現(xiàn)有技術(shù)的第一例) 一種馬赫-曾德干涉儀光路將相當(dāng)于使用波長(zhǎng)的1/2的半波長(zhǎng)板，以主軸從基板面的水平方向(或法線方向)起傾斜45度的方式插入到連接兩個(gè)臂波導(dǎo)的中心的直線上。
圖2示出現(xiàn)有技術(shù)的第一例的MZI的概略圖。MZI 200具備兩個(gè)耦合器222、224、連接兩個(gè)耦合器的臂波導(dǎo)206、208。MZI200還具備半波長(zhǎng)板232，該半波長(zhǎng)板232被配置成將臂波導(dǎo)206、208的光路程一分為二。另外，耦合器222具備兩個(gè)輸入波導(dǎo)202、204，耦合器224具備兩個(gè)輸出波導(dǎo)210、212。
在MZI 200中，光信號(hào)到半波長(zhǎng)板232的臂波導(dǎo)206、208的一半距離為止以TE偏振波(或TM偏振波)進(jìn)行傳播，在半波長(zhǎng)板232上從TE偏振波偏振變換為TM偏振波(或從TM偏振波偏振變換為TE偏振波)。然后，在臂波導(dǎo)206、208剩下的一半距離中以TM偏振波(或TE偏振波)傳播。從TE偏振波(或TM偏振波)偏振變換為TM偏振波(或TE偏振波)的光信號(hào)的光路程差均為 [數(shù)5] 從而能夠消除偏振相關(guān)的光路程差Δ(BL)。
(現(xiàn)有技術(shù)的第二例) 一種馬赫-曾德干涉儀光路(參照專利文件1)將偏振相關(guān)的光路程差Δ(BL)設(shè)為使用光波長(zhǎng)的整數(shù)倍(包括0)。這是由于在馬赫-曾德干涉儀中無(wú)法識(shí)別使用波長(zhǎng)λ的整數(shù)倍的相位差，因此，轉(zhuǎn)而關(guān)注TM偏振波的干涉條件與TE偏振波的干涉條件看起來(lái)一致這一點(diǎn)，將偏振相關(guān)的光路程差Δ(BL)設(shè)為波長(zhǎng)的整數(shù)倍(包括0)。
發(fā)明要解決的問(wèn)題 然而，上述馬赫-曾德干涉儀光路(以下稱為MZI)存在以下問(wèn)題。
現(xiàn)有技術(shù)的第一例是以使用半波長(zhǎng)板將TE偏振波完全偏振變換為TM偏振波(或?qū)M偏振波完全偏振變換為TE偏振波)為前提。然而，由于制作誤差，半波長(zhǎng)板的膜厚會(huì)與所期望的厚度有偏差，因此與設(shè)計(jì)波長(zhǎng)不一致。其結(jié)果是，TE偏振波不會(huì)完全偏振變換成TM偏振波，其中一部分仍作為TE偏振波殘留下來(lái)。在使用那樣的半波長(zhǎng)板的情況下，在現(xiàn)有技術(shù)的第一例中，以TE偏振波入射且未被偏振變換而原樣傳播的TE偏振波的光路程差為nTEΔL。即，未達(dá)到與偏振無(wú)關(guān)地使光路程差為 [數(shù)6] 的目的，因此導(dǎo)致在消光頻率上產(chǎn)生偏振相關(guān)性。
例如，在將消光波長(zhǎng)的頻率間隔(周期)定義為FSR(Frequency Spectral Range)、將偏振相關(guān)的消光波長(zhǎng)的差的最大值定義為PDf(Polarization Dependent Frequency)的情況下，F(xiàn)SR為10GHz的現(xiàn)有技術(shù)的第一例的馬赫-曾德干涉儀光路中，該P(yáng)Df直通通路和交叉通路都為0.4GHz。為了避免信號(hào)質(zhì)量的劣化，要求該P(yáng)Df為FSR的百分之一以下，以現(xiàn)有技術(shù)難以滿足規(guī)格。
現(xiàn)有技術(shù)的第二例中的問(wèn)題是，PDf具有較大的雙折射率相關(guān)性。其結(jié)果是，要滿足PDf為FSR的百分之一非常困難，并且對(duì)于溫度相關(guān)性也有較大的PDf變化。下面關(guān)于該雙折射率相關(guān)性進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。
直通通路中的TE偏振波以及TM偏振波的消光頻率 [數(shù)7] fTEth以及fTMth 滿足下式 [數(shù)8] 在此，m表示次數(shù)，F(xiàn)SRTE表示TE偏振波的FSR，F(xiàn)SRTM表示TM偏振波的FSR，c表示光速。根據(jù)以上兩式，PDf能夠變形為下式。
[數(shù)9] 在此， [數(shù)10] B＝nTE-nTM 當(dāng)將有效折射率設(shè)為1.45且將消光頻率設(shè)為193THz時(shí)，根據(jù)上式，對(duì)于雙折射率的PDf的變化量為133×1012。這意味著當(dāng)雙折射率僅變化0.1×10-4時(shí)，PDf的變化大到1.33GHz，可知PDf具有很大的雙折射率相關(guān)性。由此，需要高精度地調(diào)節(jié)雙折射率，因此，要滿足PDf為FSR的100分之1非常困難。
另一方面，由于因環(huán)境溫度而產(chǎn)生的基板與包層的熱膨脹系數(shù)的差異、粘結(jié)光路的放熱基板與光路基板的熱膨脹系數(shù)的差異，因此施加于波導(dǎo)的內(nèi)部應(yīng)力發(fā)生變化。其結(jié)果是，因?yàn)橥ㄟ^(guò)光彈性效應(yīng)而雙折射率的值變化，所以導(dǎo)致PDf因環(huán)境溫度而發(fā)生變化。
例如，使用現(xiàn)有技術(shù)的第二例的問(wèn)題在于調(diào)節(jié)雙折射率使PDf達(dá)到0.33GHz且FSR為10GHz的馬赫-曾德干涉儀中，在使環(huán)境溫度從-10℃變化到80℃的情況下，PDf的變化大到6GHz。
本發(fā)明是鑒于以上問(wèn)題完成，其目的在于提供一種偏振無(wú)關(guān)波導(dǎo)型干涉光路，抑制透過(guò)光譜的偏振相關(guān)性以及與偏振有關(guān)的溫度相關(guān)性。
專利文獻(xiàn)1日本特公平6-60982號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2日本特許第3703013號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)3國(guó)際公開第01/059495號(hào)小冊(cè)子 非專利文獻(xiàn)1K.Inoue et al.，“A Four-Channel OpticalWaveguide Multi/Demultiplexer for 5-GHz Spaced Optical FDMTransmission”，JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY，Vol.6，No.2，F(xiàn)EB.1988，pp.339-345 非專利文獻(xiàn)2Y.Inoue et al.，“Elimination of PolarizationSensitivity in Silica-Based Wavelength Division MultiplexerUsing a Polyimide Half Waveplate”，JOURNAL OF LIGHTWAVETECHNOLOGY，Vol.15，No.10，Oct.1997，pp.1947-1957 非專利文獻(xiàn)3B.L.Hefiner，“Deterministic，AnalyticallComplete Measurement of Polarization-Dependent TransmissionThrough Optical Devices”，IEEE PHOTONICS TECHNOLOGYLETTERS，VOL.4，NO.5，MAY 1992，pp.451-454 非專利文獻(xiàn)4M.Okuno et al.，“Birefringence Control ofSilica Waveguides on Si and Its Application to aPolarization-Beam Splitter/Switch”，JOURNAL OF LIGHTWAVETECHNOLOGY，VOL.12，NO.4，APRIL，1994，pp.625-633

發(fā)明內(nèi)容
用于解決問(wèn)題的方案 本發(fā)明的第一方面所涉及的一種光信號(hào)處理器，其特征在于，在具備制作于各個(gè)基板上的兩個(gè)耦合器以及連接上述兩個(gè)耦合器的兩個(gè)臂波導(dǎo)的馬赫-曾德干涉儀光路中，將水平偏振光變換為垂直偏振光且將垂直偏振光變換為水平偏振光的偏振旋轉(zhuǎn)器被設(shè)置于將上述兩個(gè)臂波導(dǎo)各自的光路程一分為二的槽內(nèi)，對(duì)于上述兩個(gè)臂波導(dǎo)各自將雙折射率沿著光信號(hào)的傳輸方向進(jìn)行線積分而得到的值的差除以使用光波長(zhǎng)所得到的值為2m-0.2至2m+0.2，其中，m為包括0的整數(shù)。
本發(fā)明的第二方面所涉及的一種光信號(hào)處理器，其特征在于，在具備制作于各個(gè)基板上的兩個(gè)耦合器以及連接上述兩個(gè)耦合器的兩個(gè)臂波導(dǎo)的馬赫-曾德干涉儀光路中，將水平偏振光變換為垂直偏振光且將垂直偏振光變換為水平偏振光的兩個(gè)偏振旋轉(zhuǎn)器被設(shè)置于將上述兩個(gè)臂波導(dǎo)各自的光路程一分為二的槽內(nèi)，上述偏振旋轉(zhuǎn)器的一個(gè)所變換的光信號(hào)與上述偏振旋轉(zhuǎn)器的另一個(gè)所變換的光信號(hào)的相位相差π，對(duì)于上述兩個(gè)臂波導(dǎo)各自將雙折射率沿著光信號(hào)的傳輸方向進(jìn)行線積分而得到的值的差除以使用光波長(zhǎng)而得到的值為(2m-1)-0.2至(2m-1)+0.2，其中，m為包括0的整數(shù)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，第一方面所涉及的光信號(hào)處理器的特征在于，上述偏振旋轉(zhuǎn)器是設(shè)置成如下的半波長(zhǎng)板光學(xué)的主軸從上述基板的面的法線起傾斜45度并且與光信號(hào)的傳輸方向正交。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，第二方面所涉及的光信號(hào)處理器的特征在于，上述兩個(gè)偏振旋轉(zhuǎn)器是設(shè)置成如下的半波長(zhǎng)板光學(xué)的主軸從上述基板的面的法線起傾斜45度并且與光信號(hào)的傳輸方向正交，并且上述兩個(gè)偏振旋轉(zhuǎn)器中的一個(gè)的光學(xué)主軸與另一個(gè)的光學(xué)主軸正交。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，第一及第二方面所涉及的光信號(hào)處理器的特征在于，上述耦合器是方向性耦合器或者多模干涉型耦合器。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，第一及第二方面所涉及的光信號(hào)處理器的特征在于，上述兩個(gè)臂波導(dǎo)中的至少一個(gè)是波導(dǎo)寬度局部變化的波導(dǎo)，雙折射率被調(diào)節(jié)成對(duì)于上述兩個(gè)臂波導(dǎo)各自將雙折射率沿著光信號(hào)傳輸方向進(jìn)行線積分而得到的值的差變?yōu)樗谕闹怠?br> 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，第一及第二方面所涉及的光信號(hào)處理器的特征在于，上述兩個(gè)臂波導(dǎo)中的至少一個(gè)是被部分照射激光的波導(dǎo)，雙折射率被調(diào)節(jié)成對(duì)于上述兩個(gè)臂波導(dǎo)各自將雙折射率沿著光信號(hào)傳輸方向進(jìn)行線積分而得到的值的差變?yōu)樗谕闹怠?br> 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，第一及第二方面所涉及的光信號(hào)處理器的特征在于，上述兩個(gè)臂波導(dǎo)中的至少一個(gè)是在兩肋的一部分形成有應(yīng)力釋放槽的波導(dǎo)，雙折射率被調(diào)節(jié)成對(duì)于上述兩個(gè)臂波導(dǎo)各自將雙折射率沿著光信號(hào)傳輸方向進(jìn)行線積分而得到的值的差變?yōu)樗谕闹怠?br> 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，第一及第二方面所涉及的光信號(hào)處理器的特征在于，上述兩個(gè)臂波導(dǎo)中的至少一個(gè)是在上面形成有應(yīng)力施加膜的波導(dǎo)，雙折射率被調(diào)節(jié)成對(duì)于上述兩個(gè)臂波導(dǎo)各自將雙折射率沿著光信號(hào)傳輸方向進(jìn)行線積分而得到的值的差變?yōu)樗谕闹怠?br> 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，第一及第二方面所涉及的光信號(hào)處理器的特征在于，上述兩個(gè)臂波導(dǎo)中的至少一個(gè)是在上部形成有用于使應(yīng)力變化的薄膜加熱器的波導(dǎo)，雙折射率被調(diào)節(jié)成對(duì)于上述兩個(gè)臂波導(dǎo)各自將雙折射率沿著光信號(hào)傳輸方向進(jìn)行線積分而得到的值的差變?yōu)樗谕闹怠?br> 發(fā)明的效果 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種偏振無(wú)關(guān)波導(dǎo)型干涉光路，抑制透過(guò)光譜的偏振相關(guān)性以及與偏振有關(guān)的溫度相關(guān)性。



圖1是使用光波導(dǎo)的馬赫-曾德干涉儀光路的概略圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)的第一例的馬赫-曾德干涉儀光路的概略圖。
圖3是用于說(shuō)明透過(guò)光譜成為偏振無(wú)關(guān)的條件的圖。
圖4A是表示在半波長(zhǎng)板的動(dòng)作波長(zhǎng)從使用波長(zhǎng)偏離4％的情況下計(jì)算PDf與雙折射率的關(guān)系得到的結(jié)果的圖。
圖4B是圖4A的放大圖。
圖5A是與圖4A有關(guān)的將橫軸設(shè)為次數(shù)的圖。
圖5B是圖5A的放大圖。
圖6是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的光信號(hào)處理器的波導(dǎo)制作工序的圖。
圖7是作為本發(fā)明的第一實(shí)施例而制作的馬赫-曾德干涉儀光路的概略圖。
圖8是作為本發(fā)明的第二實(shí)施例而制作的馬赫-曾德干涉儀光路的概略圖。
圖9是作為本發(fā)明的第三實(shí)施例而制作的馬赫-曾德干涉儀光路的概略圖。
圖10是作為本發(fā)明的第四實(shí)施例而制作的馬赫-曾德干涉儀光路的概略圖。
圖11A是作為本發(fā)明的第四實(shí)施例而制作的馬赫-曾德干涉儀光路的概略圖。
圖11B是用于說(shuō)明圖11A的半波長(zhǎng)板的結(jié)構(gòu)的圖。
圖11C是用于說(shuō)明圖11A的半波長(zhǎng)板的結(jié)構(gòu)的圖。

具體實(shí)施例方式 下面，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
首先，參照?qǐng)D3說(shuō)明即使半波長(zhǎng)板的動(dòng)作波長(zhǎng)偏離設(shè)計(jì)波長(zhǎng)，透過(guò)光譜也與偏振無(wú)關(guān)的條件。
在半波長(zhǎng)板的動(dòng)作波長(zhǎng)從設(shè)計(jì)波長(zhǎng)偏離的情況下，問(wèn)題在于沒(méi)有進(jìn)行偏振變換的偏振波的光路程差與進(jìn)行了偏振變換的偏振波的光路程差不一致。因此，考慮使這些光路程差看起來(lái)相同的方法。
具體而言，使光路程差nTEΔL與光路程差 [數(shù)11] 的差為零或使用波長(zhǎng)的整數(shù)倍，其中，光路程差nTEΔL為以TE偏振波入射且未被偏振變換而原樣傳播的TE偏振波的光路程差，光路程差

為以TM偏振波入射且在半波長(zhǎng)板中被偏振變換而以TE偏振波傳播的偏振波的光路程差；并且，使光路程差nTMΔL與光路程差 [數(shù)12] 的差為零或使用波長(zhǎng)的整數(shù)倍，其中，光路程差nTMΔL為以TM偏振波入射且未被偏振變換而原樣傳播的TM偏振波的光路程差，光路程差

為以TE偏振波入射且在半波長(zhǎng)板中被偏振變換而以TM偏振波傳播的偏振波的光路程差。
使用數(shù)學(xué)式，更具體地進(jìn)行說(shuō)明。
<半波長(zhǎng)板的主軸為相同方向/直通通路的情況> 在一種兩個(gè)臂波導(dǎo)的中央插入有半波長(zhǎng)板的馬赫-曾德干涉儀MZI中，經(jīng)過(guò)I1、第一臂以及O1而被輸出的光輸出成為式(7)，在上述MZI中，半波長(zhǎng)板的光學(xué)主軸的朝向?yàn)閺拇怪庇诨宓拿娴木€(法線)起傾斜45度且與光信號(hào)的傳輸方向正交，被插入到各臂波導(dǎo)的半波長(zhǎng)板的光學(xué)主軸的朝向?yàn)橄嗤颉?br> [數(shù)13] 在此，φTE以及φTM分別為兩個(gè)臂波導(dǎo)間的TE偏振波以及TM偏振波的相位差，Ψ為在半波長(zhǎng)板中被施加的相位差。另外，設(shè)耦合器的耦合率為50％，由于假設(shè)波長(zhǎng)板從設(shè)計(jì)波長(zhǎng)偏離的情況，因此，假設(shè)Ψ為π及其整數(shù)倍以外。另外，經(jīng)過(guò)I1、第二臂以及O1而被輸出的光輸出為式(8)。
[數(shù)14] 由式(7)以及式(8)，直通通路的光輸出成為式(9)。
[數(shù)15] 根據(jù)式(9)，在消光波長(zhǎng)處偏振無(wú)關(guān)的條件為滿足 [數(shù)16] 時(shí)，因此，只要滿足下式即可。
[數(shù)17] φTE＝2mπ (10) φTM＝2nπ (11) 在此，m、n、a表示整數(shù)。因而，得到下式。
[數(shù)18] 如果改寫式(13)，則變成式(15)。
[數(shù)19] 進(jìn)一步改寫，導(dǎo)出式(16)。
[數(shù)20] ∫Bdl1-∫Bdl2＝2n′λ(16) 由此可知當(dāng)與偏振相關(guān)的光路程差為消光波長(zhǎng)(使用波長(zhǎng))的偶數(shù)次時(shí)，變成偏振無(wú)關(guān)。
一般來(lái)講，因制作誤差而波導(dǎo)的雙折射率的值會(huì)偏離。但是，為了滿足設(shè)為目標(biāo)的PDf為FSR的百分之一，一定程度的雙折射率的偏差是被允許的。
因此，求出雙折射率(或者，偏振相關(guān)的光路程差的次數(shù))的允許值，該雙折射率的允許值用于達(dá)到設(shè)為目標(biāo)的PDf。
如果將MZI的瓊斯矩陣設(shè)為M，則通過(guò)求出M的復(fù)共軛的轉(zhuǎn)置矩陣(M*)T與M的積的特征值來(lái)導(dǎo)出在某波長(zhǎng)處的光輸出的最大值、最小值(參照非專利文獻(xiàn)3)。由式(9)可將MZI的瓊斯矩陣寫成如下。
[數(shù)21] 對(duì)波長(zhǎng)(或者頻率)計(jì)算出(M*)TM的特征值，計(jì)算1.55μm附近的光譜并導(dǎo)出PDf。
在圖4A以及圖4B中示出在半波長(zhǎng)板的動(dòng)作波長(zhǎng)從使用波長(zhǎng)偏離的情況下計(jì)算PDf與雙折射率的關(guān)系得到的結(jié)果。在計(jì)算中，設(shè)耦合器的耦合率為50％，假設(shè)了半波長(zhǎng)板的動(dòng)作波長(zhǎng)從使用波長(zhǎng)偏離4％的情況。這是因?yàn)槲覀兪褂玫陌氩ㄩL(zhǎng)板的動(dòng)作波長(zhǎng)具有從設(shè)計(jì)波長(zhǎng)偏離4％的誤差(標(biāo)準(zhǔn)誤差)。根據(jù)圖4A以及圖4B，要將PDf設(shè)為FSR的百分之一，只要使雙折射率的變化為±0.1×10-4以下即可。
在圖5A以及圖5B中示出關(guān)于圖4A以及圖4B將橫軸設(shè)為次數(shù)(偏振相關(guān)性的光路程差Δ(BL)除以使用波長(zhǎng)得到的值)的情況下的曲線。根據(jù)圖5A以及圖5B可知被允許的次數(shù)的變化量為±0.2次。
同樣，使用圖4A以及圖4B能夠類推由環(huán)境溫度變化引起的PDf的變化。
圖4A以及圖4B的粗線表示本發(fā)明中的PDf的雙折射率相關(guān)性，圖4A以及圖4B的細(xì)線表示現(xiàn)有技術(shù)的第二例中的PDf的雙折射率相關(guān)性?？芍景l(fā)明的PDf的雙折射率相關(guān)性與現(xiàn)有技術(shù)的第二例相比被緩解。也就是說(shuō)，由于雙折射率因環(huán)境溫度而變化，因此可知本發(fā)明的PDf的環(huán)境溫度相關(guān)性被緩解。
<半波長(zhǎng)板的主軸為相同方向/交叉通路的情況> 對(duì)于交叉通路也同樣，能夠計(jì)算在消光波長(zhǎng)處成為偏振無(wú)關(guān)的條件。
經(jīng)過(guò)I1、第一臂以及O2而被輸出的光輸出為式(18)。
[數(shù)22] 在此，φTE以及φTM分別為兩個(gè)臂波導(dǎo)間的TE偏振波以及TM偏振波的相位差，Ψ為在半波長(zhǎng)板中被施加的相位差。設(shè)耦合器的耦合率為50％。另外，經(jīng)過(guò)I1、第二臂以及O2而被輸出的光輸出為式(19)。
[數(shù)23] 由以上兩式，能夠?qū)⒔徊嫱返墓廨敵霰硎緸槭?20)。
[數(shù)24] 根據(jù)式(20)，在消光波長(zhǎng)處偏振無(wú)關(guān)的條件是滿足 [數(shù)25] 時(shí)，因此，只要滿足下式即可。
[數(shù)26] φTE＝(2m+1)π (21) φTM＝(2n+1)π (22) 在此，m、n、a表示整數(shù)。因而，得到下式。
[數(shù)27] 進(jìn)一步改寫，導(dǎo)出式(26)。
[數(shù)28] ∫Bdl1-∫Bdl2＝2n′λ (26) 由此可知在某個(gè)消光波長(zhǎng)處與偏振相關(guān)的光路程差變?yōu)榕紨?shù)次時(shí)，變?yōu)槠駸o(wú)關(guān)。
<半波長(zhǎng)板的主軸正交/直通通路的情況> 在一種兩個(gè)臂波導(dǎo)的中央插入有半波長(zhǎng)板的馬赫-曾德干涉儀MZI中，經(jīng)過(guò)I1、第一臂以及O1而被輸出的光輸出為式(27)，在上述MZI中，設(shè)置于兩個(gè)臂波導(dǎo)的半波長(zhǎng)板的主軸為從垂直于基板的面的線起傾斜45度且與光信號(hào)的傳播方向正交，插入到各個(gè)臂波導(dǎo)的半波長(zhǎng)板的主軸的朝向正交。
[數(shù)29] 另外，經(jīng)過(guò)I1、第二臂以及O1而被輸出的光輸出為式(28)。
[數(shù)30] 由式(27)以及式(28)，直通通路的光輸出為式(29)。
[數(shù)31] 根據(jù)式(29)，在消光波長(zhǎng)處成為偏振無(wú)關(guān)的條件是滿足 [數(shù)32] 時(shí)，因此，只要滿足下式即可。
[數(shù)33] φTE＝2mπ (30) φTM＝2nπ (31) 在此，m、n、a表示整數(shù)。因而，得到下式。
[數(shù)34] 進(jìn)一步改寫，導(dǎo)出式(35)。
[數(shù)35] ∫Bdl1-∫Bdl2＝(2n ′+1)λ (35) 由此可知在某個(gè)消光波長(zhǎng)處與偏振相關(guān)的光路程差為奇數(shù)次時(shí)，變?yōu)槠駸o(wú)關(guān)。
<半波長(zhǎng)板的主軸正交/交叉通路的情況> 對(duì)于交叉通路也同樣能夠計(jì)算偏振無(wú)關(guān)條件。
經(jīng)過(guò)I1、第一臂以及O1而被輸出的光輸出為式(36)。
[數(shù)36] 在此，φTE以及φTM分別為兩個(gè)臂波導(dǎo)間的TE偏振波以及TM偏振波的相位差，Ψ為在半波長(zhǎng)板中被施加的相位差。設(shè)耦合器的耦合率為50％。另外，經(jīng)過(guò)I1、第二臂以及O1而被輸出的光輸出為式(37)。
[數(shù)37] 由以上兩式，能夠?qū)⒅蓖ㄍ返墓廨敵霰硎緸槭?38)。
[數(shù)38] 根據(jù)式(38)，在消光波長(zhǎng)處成為偏振無(wú)關(guān)的條件是滿足 [數(shù)39] 時(shí)，因此，只要滿足下式即可。
[數(shù)40] φTE＝2mπ(39) φTM＝2nπ(40) 因而，得到下式。
[數(shù)41] 進(jìn)一步改寫，導(dǎo)出式(44)。
[數(shù)42] ∫dl1-∫dl2＝(2n′+1)λ (44) 由此可知在某個(gè)消光波長(zhǎng)處，與偏振相關(guān)的光路程差為奇數(shù)次時(shí)，變?yōu)槠駸o(wú)關(guān)。
以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
另外，在下面，作為光波導(dǎo)以在硅基板上形成的石英系光波導(dǎo)為例子進(jìn)行說(shuō)明。這是因?yàn)椋摻M合適合制作穩(wěn)定且可靠性優(yōu)良的光波導(dǎo)。然而，本發(fā)明并不僅限定于該組合，當(dāng)然也可以在硅或石英玻璃或鈉玻璃等基板上使用石英系光波導(dǎo)或氮氧化硅膜(SiON)等光波導(dǎo)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)系樹脂等有機(jī)系光波導(dǎo)、硅光波導(dǎo)。
另外，以下以使用多模干涉型耦合器作為耦合器為例子進(jìn)行說(shuō)明，但是也可以使用方向性耦合器。
參照?qǐng)D6，簡(jiǎn)單說(shuō)明本實(shí)施方式的波導(dǎo)制作工序。以火焰水解法(FHD)在硅基板602上依次沉積以SiO2為主體的下包層玻璃微粒604以及在SiO2中添加有GeO2的芯玻璃微粒606(圖6的(1))。在該階段，玻璃微粒使光散射，因此看起來(lái)是白膜。
之后，以1000℃以上的高溫進(jìn)行玻璃透明化。當(dāng)對(duì)表面沉積有玻璃微粒的硅基板逐漸加熱時(shí)，玻璃微粒溶解并形成透明的玻璃膜。此時(shí)，進(jìn)行玻璃微粒的沉積，使下包層玻璃層604為30微米厚、芯體玻璃層606為7微米厚(圖6的(2))。
接著，通過(guò)光蝕刻技術(shù)和反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)進(jìn)行芯體玻璃層606的圖案化(圖6的(3))。
用火焰水解法在芯上部沉積上包層玻璃微粒608(圖6的(4))。最后進(jìn)行高溫透明化處理，制作埋入型波導(dǎo)(圖6的(5))。對(duì)上包層玻璃層608添加作為摻雜劑的三氧化硼以及五氧化磷來(lái)降低玻璃轉(zhuǎn)移溫度，防止在最后的高溫透明化工序中芯體變形。
第一實(shí)施例 圖7示出作為本發(fā)明的第一實(shí)施例而制作的MZI的概略圖。圖7所示的MZI700具備兩個(gè)多模干涉儀型耦合器722、724和連接兩個(gè)多模干涉儀型耦合器的兩個(gè)臂波導(dǎo)706、708。另外，MZI700具備插入在槽內(nèi)的半波長(zhǎng)板732，該槽形成為以將臂波導(dǎo)706的光路程一分為二的方式在臂波導(dǎo)706的中心將臂波導(dǎo)706分割為臂波導(dǎo)706a和臂波導(dǎo)706b；以將臂波導(dǎo)708的光路程一分為二的方式在臂波導(dǎo)708的中心將臂波導(dǎo)708分割為臂波導(dǎo)708a和臂波導(dǎo)708b。多模干涉儀型耦合器722具備兩個(gè)輸入波導(dǎo)702、704，多模干涉儀型耦合器724具備兩個(gè)輸出波導(dǎo)710、712。
作為偏振旋轉(zhuǎn)器的半波長(zhǎng)板732是聚酰亞胺波長(zhǎng)板，該半波長(zhǎng)板732的光學(xué)主軸與傳輸方向正交且從基板面的水平方向(或者基板面的法線)起傾斜45度，對(duì)分別在慢軸和快軸中傳輸?shù)钠癫ㄊ┘酉喈?dāng)于設(shè)計(jì)波長(zhǎng)的一半波長(zhǎng)的相位差。半波長(zhǎng)板732具有將TM偏振波偏振變換為TE偏振波且將TE偏振波偏振變換為TM偏振波的功能。
在本MZI 700中，為了使FSR為10GHz而將兩個(gè)臂波導(dǎo)706、708的長(zhǎng)度的差(ΔL)設(shè)為20.7mm。
另外，本實(shí)施例的MZI 700通過(guò)在半波長(zhǎng)板732的前后對(duì)臂波導(dǎo)的一部分照射ArF(氟化氬)激光來(lái)進(jìn)行雙折射率的調(diào)節(jié)。由此，在本MZI 700中使Δ(BL)變?yōu)榱銇?lái)抑制偏振相關(guān)性。
以下具體說(shuō)明用于使Δ(BL)變?yōu)榱愕姆椒ā?br> 在第一臂波導(dǎo)706中，將激光照射區(qū)域的波導(dǎo)的長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)ir1，將激光未照射區(qū)域的波導(dǎo)的長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)non1。在第二臂波導(dǎo)708中，將激光照射區(qū)域的波導(dǎo)的長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)ir2，將激光未照射區(qū)域的波導(dǎo)的長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)non2。將激光照射區(qū)域的雙折射率設(shè)為Bir，將激光未照射區(qū)域的雙折射率設(shè)為Bnon。利用這些，Δ(BL)成為式(45)。
[數(shù)43] 為了簡(jiǎn)化，如果設(shè)Lir1＝0，則變?yōu)槭?46)。
[數(shù)44] 在此，將兩個(gè)臂波導(dǎo)的長(zhǎng)度差設(shè)為 [數(shù)45] ，將雙折射率的差設(shè)為ΔB＝Bir-Bnon。式(46)為0的條件為式(47)。
[數(shù)46] 因此，為了滿足式(47)而將Lir2設(shè)為10mm且進(jìn)行激光照射使ΔB成為2.1×10-4。作為激光，使用波長(zhǎng)193nm的ArF準(zhǔn)分子激光，照射能量為1J/cm2，脈沖頻率為50Hz，照射時(shí)間為530sec。另外，使用金屬掩膜，僅對(duì)未被金屬掩膜覆蓋的夾持著半波長(zhǎng)板的兩處激光照射區(qū)域進(jìn)行激光照射。照射面積為50μm×5nm。另一方面，ΔL為20.7mm，Bnon為1×10-4，Δ(BL)大致變?yōu)榱恪?br> 根據(jù)本實(shí)施例，在波長(zhǎng)1.55μm附近，PDf在直通通路和交叉通路中均被抑制到0.04GHz。在第一現(xiàn)有技術(shù)的MZI中，該P(yáng)Df在直通通路和交叉通路中均為0.35GHz。因此，通過(guò)利用本發(fā)明能夠抑制PDf。
另外，在使環(huán)境溫度從-10℃變化至80℃時(shí)，在直通通路和交叉通路中，PDf的變化均為0.06GHz。另一方面，在第二現(xiàn)有技術(shù)的MZI中，該P(yáng)Df的變化在直通通路和交叉通路中均為6GHz。因此，通過(guò)利用本發(fā)明能夠降低PDf的溫度相關(guān)性。
此外，關(guān)于照射ArF激光的臂波導(dǎo)706、708的部位，只要是離開半波長(zhǎng)板732即可。如果照射量對(duì)稱，則不需要上述部位相對(duì)于半波長(zhǎng)板732對(duì)稱。
在本實(shí)施例中，雙折射率的調(diào)節(jié)使用波長(zhǎng)193nm的ArF準(zhǔn)分子激光。這是因?yàn)?，與波長(zhǎng)245nm的GeO2相關(guān)的吸收會(huì)引起芯體的雙折射率變化，因此，通過(guò)照射在245nm附近具有振動(dòng)波長(zhǎng)的激光，能夠高效地改變折射率或者雙折射率。并且，即使是可視區(qū)域的激光，通過(guò)雙光子吸收也能夠引發(fā)同樣的變化。因而，作為激光，并不限定于ArF準(zhǔn)分子激光，只要是He-Cd激光、N2激光、KrF準(zhǔn)分子激光、F2準(zhǔn)分子激光等各種準(zhǔn)分子激光、Ar離子激光、Nd3+:YAG激光、變色寶石(Cr3+:BeAl2O3)激光的二次、三次、四次高次諧波等具有紫外線/可視區(qū)域的波長(zhǎng)的激光即可。
在本實(shí)施例中，在雙折射率的調(diào)節(jié)方法中使用ArF激光照射，但使用例如以下那樣的雙折射率調(diào)節(jié)方法也能夠得到同樣的效果。
(1)也可以使用如下的控制雙折射率的方法(參照非專利文獻(xiàn)4)，即，將應(yīng)力施加膜配置于波導(dǎo)的上部，改變?cè)诓▽?dǎo)中所引發(fā)的應(yīng)力來(lái)控制雙折射率。即，也能夠在臂波導(dǎo)706、708的上部形成應(yīng)力施加膜(未圖示)，調(diào)節(jié)在波導(dǎo)上所引發(fā)的應(yīng)力使得沿著兩個(gè)臂波導(dǎo)的光信號(hào)的傳播方向?qū)﹄p折射率的值進(jìn)行積分所得到的各值的差為所期望的值。
(2)也可以使用如下的方法(參照專利文獻(xiàn)2)，即，對(duì)配置于波導(dǎo)上部附近的薄膜加熱器進(jìn)行局部加熱而永久性地控制有效折射率或者雙折射率。即，也能夠在臂波導(dǎo)706、708的上部附近形成薄膜加熱器(未圖示)，通過(guò)進(jìn)行控制來(lái)調(diào)節(jié)在波導(dǎo)上所引發(fā)的應(yīng)力，使得沿著兩個(gè)臂波導(dǎo)的光信號(hào)的傳播方向?qū)﹄p折射率的值進(jìn)行積分所得到的各值的差為所期望的值。
(3)也可以使用如下的方法(參照專利文獻(xiàn)1)，即，在波導(dǎo)的兩側(cè)設(shè)置應(yīng)力釋放槽來(lái)緩解施加到波導(dǎo)上的應(yīng)力，由此控制有效折射率或者雙折射率。即，也能夠在臂波導(dǎo)的兩肋的一部分形成應(yīng)力釋放槽(未圖示)來(lái)調(diào)節(jié)雙折射率，使得沿著光信號(hào)的傳輸方向?qū)蓚€(gè)臂波導(dǎo)706、708各自的雙折射率進(jìn)行線積分所得到的值的差為所期望的值。
第二實(shí)施例 圖8示出作為本發(fā)明的第二實(shí)施例而制作的MZI的概略圖。圖8所示的MZI 800具備兩個(gè)多模干涉儀型耦合器822、824和連接兩個(gè)多模干涉儀型耦合器的兩個(gè)臂波導(dǎo)806、808。另外，MZI800具備插入在槽內(nèi)的半波長(zhǎng)板832，該槽形成為以將臂波導(dǎo)806的光路程一分為二的方式在臂波導(dǎo)806的中心將臂波導(dǎo)806分割為臂波導(dǎo)806a和臂波導(dǎo)806b；以將臂波導(dǎo)808的光路程一分為二的方式在臂波導(dǎo)808的中心將臂波導(dǎo)808分割為臂波導(dǎo)808a和臂波導(dǎo)808b。多模干涉儀型耦合器822具備兩個(gè)輸入波導(dǎo)802、804，多模干涉儀型耦合器824具備兩個(gè)輸出波導(dǎo)810、812。
作為偏振旋轉(zhuǎn)器的半波長(zhǎng)板832的結(jié)構(gòu)、配置以及功能與第一實(shí)施例中的半波長(zhǎng)板732相同。
在本實(shí)施例的MZI 800中，通過(guò)改變兩個(gè)臂波導(dǎo)806、808的寬度來(lái)進(jìn)行雙折射率的調(diào)節(jié)。通過(guò)改變波導(dǎo)的寬度，能夠使偏振相關(guān)的光路程差Δ(BL)變成零。
在多模干涉儀型耦合器822、824附近將臂波導(dǎo)806、808的寬度設(shè)為7μm，在半波長(zhǎng)板832附近將臂波導(dǎo)的寬度設(shè)為12μm。
在本MZI 800中，兩個(gè)臂波導(dǎo)806、808的長(zhǎng)度的差(ΔL)與第一實(shí)施例中的兩個(gè)臂波導(dǎo)706、708的長(zhǎng)度的差相同，設(shè)為20.7mm。
使用數(shù)學(xué)式來(lái)具體說(shuō)明使用兩個(gè)波導(dǎo)寬度的效果。在第一臂波導(dǎo)中，將寬幅的波導(dǎo)的長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)w1，將窄幅的波導(dǎo)的長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)n1。在第二臂波導(dǎo)中，將寬幅的波導(dǎo)的長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)w2，將窄幅的波導(dǎo)的長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)n2。另外，將寬幅的波導(dǎo)的雙折射率設(shè)為Bw，將窄幅的波導(dǎo)的雙折射率設(shè)為Bn。利用這些，兩個(gè)臂波導(dǎo)的傳輸方向的雙折射率的積分值的差Δ(BL)變?yōu)槭?48)。
[數(shù)47] 為了簡(jiǎn)化，如果設(shè)Lw1＝0，則變?yōu)槭?49)。
[數(shù)48] 在此，將兩個(gè)臂波導(dǎo)的長(zhǎng)度差設(shè)為 [數(shù)49] 將雙折射率的差設(shè)為ΔB＝Bir-Bnon。式(49)成為0的條件是式(50)。
[數(shù)50] 考慮到要滿足上式來(lái)決定Lw2。具體而言，設(shè)為Bw＝1.57×10-4、Bn＝0.87×10-4、Lw1＝0.5mm、Lw2＝26.2mm。
在此，如果僅為了使Δ(BL)為零，則不需要將第一臂波導(dǎo)設(shè)為寬的波導(dǎo)，但由于以下理由希望對(duì)第一臂波導(dǎo)也配置寬的波導(dǎo)。
·消除在臂波導(dǎo)之間有/無(wú)錐形波導(dǎo)的損耗的差。
·通過(guò)加寬半波長(zhǎng)板所分割的波導(dǎo)的寬度來(lái)抑制在不具有封閉結(jié)構(gòu)的半波長(zhǎng)板中放射時(shí)的衍射損耗。
根據(jù)本實(shí)施例，在波長(zhǎng)1.55μm附近，PDf在直通通路和交叉通路中均能夠被抑制到0.05GHz。
另外，在使環(huán)境溫度從-10℃變化至80℃時(shí)，PDf的變化在直通通路和交叉通路中均能夠被抑制到0.06GHz。
第三實(shí)施例 圖9表示作為本發(fā)明的第三實(shí)施例而制作的MZI的概略圖。圖9所示的MZI 900具備兩個(gè)多模干涉儀型耦合器922、924和連接兩個(gè)多模干涉儀型耦合器的兩個(gè)臂波導(dǎo)906、908。另外，MZI900具備插入在槽內(nèi)的半波長(zhǎng)板932，該槽形成為將臂波導(dǎo)906的光路程一分為二的方式在臂波導(dǎo)906的中心將臂波導(dǎo)906分割為臂波導(dǎo)906a和臂波導(dǎo)906b；以將臂波導(dǎo)908的光路程一分為二的方式在臂波導(dǎo)908的中心將臂波導(dǎo)908分割為臂波導(dǎo)908a和臂波導(dǎo)908b。多模干涉儀型耦合器922具備兩個(gè)輸入波導(dǎo)902、904，多模干涉儀型耦合器924具備兩個(gè)輸出波導(dǎo)910、912。
作為偏振旋轉(zhuǎn)器的半波長(zhǎng)板932的結(jié)構(gòu)、配置以及功能與第一實(shí)施例中的半波長(zhǎng)板732相同。
在本MZI 900中，兩個(gè)臂波導(dǎo)906、908的長(zhǎng)度的差(ΔL)與第一實(shí)施例中的兩個(gè)臂波導(dǎo)706、708長(zhǎng)度的差相同，設(shè)為20.7mm。
本結(jié)構(gòu)的特征在于將雙折射率的值設(shè)為1.5×10-4。在此，通過(guò)改變上包層玻璃的熱膨脹系數(shù)、軟化溫度來(lái)調(diào)節(jié)雙折射率。即，上包層玻璃為以三氧化硼為10mol％且五氧化磷為10mol％的比例對(duì)石英添加三氧化硼、五氧化磷。其結(jié)果是，偏振相關(guān)的光路程差Δ(BL)通過(guò)下式而成為3.1×10-4。
[數(shù)51] Δ(BL)＝∫Bdl1-∫Bdl2＝1.5×10-4×20.7×10-3＝3.1×10-6(51) 在將使用波長(zhǎng)設(shè)為1.55μm時(shí)，次數(shù)為2，該偏振相關(guān)的光路程差Δ(BL)大致滿足式(16)和式(26)。
根據(jù)本實(shí)施例，在波長(zhǎng)1.55μm附近，PDf在直通通路和交叉通路中均能夠被抑制到0.006GHz。
另外，在使環(huán)境溫度從-10℃變化至80℃時(shí)，PDf的變化在直通通路和交叉通路中均被抑制到0.06GHz。
第四實(shí)施例 圖10和圖11示出作為本發(fā)明的第四實(shí)施例而制作的MZI的概略圖。另外，MZI 1000具備在硅基板1102上制作的兩個(gè)多模干涉儀型耦合器1022、1024和連接兩個(gè)多模干涉儀型耦合器的兩個(gè)臂波導(dǎo)1006、1008。另外，MZI 1000具備插入在槽1120內(nèi)的半波長(zhǎng)板1032，該槽1120形成為以將臂波導(dǎo)1006的光路程一分為二的方式在臂波導(dǎo)1006的中心將臂波導(dǎo)1006分割為臂波導(dǎo)1006a和臂波導(dǎo)1006b；以將臂波導(dǎo)1008的光路程一分為二的方式在臂波導(dǎo)1008的中心將臂波導(dǎo)1008分割為臂波導(dǎo)1008a和臂波導(dǎo)1008b。多模干涉儀型耦合器1022具備兩個(gè)輸入波導(dǎo)1002、1004，多模干涉儀型耦合器1024具備兩個(gè)輸出波導(dǎo)1010、1012。
如圖11A所示，作為偏振旋轉(zhuǎn)器的半波長(zhǎng)板1032具備半波長(zhǎng)板1032a以及半波長(zhǎng)板1032b。半波長(zhǎng)板1032a以及半波長(zhǎng)板1032b分別如圖11B以及圖11C所示，光學(xué)主軸與傳輸方向正交，并且從基板的水平方向(或者法線)起傾斜45度，并且，半波長(zhǎng)板1032a的主軸的朝向與半波長(zhǎng)板1032b的主軸的朝向相互正交。
半波長(zhǎng)板1032a以及半波長(zhǎng)板1032b對(duì)在慢軸和快軸上分別傳輸?shù)钠癫ㄊ┘酉喈?dāng)于設(shè)計(jì)波長(zhǎng)的一半波長(zhǎng)的相位差。半波長(zhǎng)板1032具有將TM偏振波偏振變換為TE偏振波且將TE偏振波偏振變換為TM偏振波的功能。
在本實(shí)施例中，上包層玻璃為以三氧化硼為20mol％且、五氧化磷為5mol％的比例對(duì)石英添加三氧化硼、五氧化磷，使雙折射率的值變成0.775×10-4。其結(jié)果是，偏振相關(guān)的光路程差通過(guò)式(52)而變成1.55×10-6。
[數(shù)52] ∫Bdl1-∫Bdl2＝Δ(BL)＝0.775×10-4×20.7×10-3＝1.55×10-6 (52) 在將使用波長(zhǎng)設(shè)為1.55μm時(shí)，次數(shù)為1，該偏振相關(guān)的光路程差大致滿足式(35)和式(44)。
根據(jù)本實(shí)施例，在波長(zhǎng)1.55μm附近，PDf在直通通路和交叉通路中均能夠被抑制到0.07GHz。
另外，在使環(huán)境溫度從-10℃變化至80℃時(shí)，PDf的變化在直通通路和交叉通路中均能夠被抑制到0.06GHz。
當(dāng)然，也能夠?qū)⑸鲜龅谝恢恋谌龑?shí)施例適用于本實(shí)施例來(lái)調(diào)節(jié)雙折射率的值。
并且，在以上實(shí)施例中使用了FSR為10GHz的MZI。除此以外，即使使用20GHz、40GHz等其他的FSR也能夠得到同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種光信號(hào)處理器，其特征在于，
在具備制作于各個(gè)基板上的兩個(gè)耦合器以及連接上述兩個(gè)耦合器的兩個(gè)臂波導(dǎo)的馬赫-曾德干涉儀光路中，
將水平偏振光變換為垂直偏振光且將垂直偏振光變換為水平偏振光的偏振旋轉(zhuǎn)器被設(shè)置于將上述兩個(gè)臂波導(dǎo)各自的光路程一分為二的槽內(nèi)，
對(duì)于上述兩個(gè)臂波導(dǎo)各自將雙折射率沿著光信號(hào)的傳輸方向進(jìn)行線積分而得到的值的差除以使用光波長(zhǎng)而得到的值為2m-0.2至2m+0.2，其中，m為包括0的整數(shù)。
2.一種光信號(hào)處理器，其特征在于，
在具備制作于各個(gè)基板上的兩個(gè)耦合器以及連接上述兩個(gè)耦合器的兩個(gè)臂波導(dǎo)的馬赫-曾德干涉儀光路中，
將水平偏振光變換為垂直偏振光且將垂直偏振光變換為水平偏振光的兩個(gè)偏振旋轉(zhuǎn)器分別設(shè)置于將上述兩個(gè)臂波導(dǎo)各自的光路程一分為二的槽內(nèi)，
上述偏振旋轉(zhuǎn)器的一個(gè)所變換的光信號(hào)與上述偏振旋轉(zhuǎn)器的另一個(gè)所變換的光信號(hào)的相位相差π，
對(duì)于上述兩個(gè)臂波導(dǎo)各自將雙折射率沿著光信號(hào)的傳輸方向進(jìn)行線積分而得到的值的差除以使用光波長(zhǎng)而得到的值為(2m-1)-0.2至(2m-1)+0.2，其中，m為包括0的整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信號(hào)處理器，其特征在于，
上述偏振旋轉(zhuǎn)器是設(shè)置成如下的半波長(zhǎng)板光學(xué)主軸從上述基板的面的法線起傾斜45度且與光信號(hào)的傳輸方向正交。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光信號(hào)處理器，其特征在于，
上述兩個(gè)偏振旋轉(zhuǎn)器是設(shè)置成如下的半波長(zhǎng)板光學(xué)主軸從上述基板的面的法線起傾斜45度且與光信號(hào)的傳輸方向正交，并且上述兩個(gè)偏振旋轉(zhuǎn)器中的一個(gè)的光學(xué)主軸與另一個(gè)的光學(xué)主軸正交。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的光信號(hào)處理器，其特征在于，
上述耦合器是方向性耦合器或者多模干涉型耦合器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的光信號(hào)處理器，其特征在于，
上述兩個(gè)臂波導(dǎo)中的至少一個(gè)是波導(dǎo)寬度局部變化的波導(dǎo)，雙折射率被調(diào)節(jié)成對(duì)于上述兩個(gè)臂波導(dǎo)各自將雙折射率沿著光信號(hào)傳輸方向進(jìn)行線積分而得到的值的差變?yōu)樗谕闹怠?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的光信號(hào)處理器，其特征在于，
上述兩個(gè)臂波導(dǎo)中的至少一個(gè)是被局部照射激光的波導(dǎo)，雙折射率被調(diào)節(jié)成對(duì)于上述兩個(gè)臂波導(dǎo)各自將雙折射率沿著光信號(hào)傳輸方向進(jìn)行線積分而得到的值的差變?yōu)樗谕闹怠?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的光信號(hào)處理器，其特征在于，
上述兩個(gè)臂波導(dǎo)中的至少一個(gè)是在兩肋的一部分形成有應(yīng)力釋放槽的波導(dǎo)，雙折射率被調(diào)節(jié)成對(duì)于上述兩個(gè)臂波導(dǎo)各自將雙折射率沿著光信號(hào)傳輸方向進(jìn)行線積分而得到的值的差變?yōu)樗谕闹怠?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的光信號(hào)處理器，其特征在于，
上述兩個(gè)臂波導(dǎo)中的至少一個(gè)是在上表面形成有應(yīng)力施加膜的波導(dǎo)，雙折射率被調(diào)節(jié)成對(duì)于上述兩個(gè)臂波導(dǎo)各自將雙折射率沿著光信號(hào)傳輸方向進(jìn)行線積分而得到的值的差變?yōu)樗谕闹怠?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的光信號(hào)處理器，其特征在于，
上述兩個(gè)臂波導(dǎo)中的至少一個(gè)是在上部形成有用于使應(yīng)力變化的薄膜加熱器的波導(dǎo)，雙折射率被調(diào)節(jié)成對(duì)于上述兩個(gè)臂波導(dǎo)各自將雙折射率沿著光信號(hào)傳輸方向進(jìn)行線積分而得到的值的差變?yōu)樗谕闹怠?br> 全文摘要
本發(fā)明提供一種偏振無(wú)關(guān)波導(dǎo)型干涉光路。其中一種實(shí)施方式是在具備制作于各個(gè)基板上的兩個(gè)耦合器(722、724)以及連接上述兩個(gè)耦合器的兩個(gè)臂波導(dǎo)(706、708)的馬赫-曾德干涉儀光路(700)，在該馬赫-曾德干涉儀光路(700)中，將水平偏振光變換為垂直偏振光且將垂直偏振光變換為水平偏振光的偏振旋轉(zhuǎn)器(732)被設(shè)置于將兩個(gè)臂波導(dǎo)各自的光路程一分為二的槽內(nèi)，對(duì)兩個(gè)臂波導(dǎo)中的至少一個(gè)進(jìn)行局部激光照射等來(lái)調(diào)節(jié)雙折射率，使得對(duì)于兩個(gè)臂波導(dǎo)各自將雙折射率沿著光信號(hào)的傳輸方向進(jìn)行線積分而得到的值的差除以使用光波長(zhǎng)而得到的值為2m-0.2至2m+0.2，其中，m為包括0的整數(shù)。
文檔編號(hào)G02B6/12GK101784926SQ20078010029
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2007年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月24日
發(fā)明者橋詰泰彰, 小熊學(xué), 才田隆志, 神德正樹, 水野隆之 申請(qǐng)人:日本電信電話株式會(huì)社