JP7841591B2 - Optical input/output structure - Google Patents
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Description
本発明は、光入出力構造に関する。This invention relates to an optical input/output structure.
光通信装置の装置あたりの通信容量を増大させるため、より小型・高機能な光モジュールの研究開発が盛んに進められている。そのための有望な技術として、シリコンフォトニクス（Silicon photonics：ＳｉＰ）技術がある。シリコンフォトニクスは、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）ウエハ上に形成された、コア材料をシリコン(Ｓｉ)、クラッド材料を石英ガラス（ＳｉＯ2）とする光導波路による光回路技術である。 To increase the communication capacity per device in optical communication equipment, research and development of smaller, more functional optical modules is actively underway. One promising technology for this purpose is silicon photonics (SiP) technology. Silicon photonics is an optical circuit technology that uses optical waveguides formed on SOI (Silicon On Insulator) wafers, with silicon (Si) as the core material and quartz glass ( SiO2 ) as the cladding material.
シリコンフォトニクスチップに光を入出力する一つの方法として、グレーティングカプラがある。また、直交する異なる偏波を分離して結合する場合には、二次元グレーティングカプラが用いられる（非特許文献１）。One method for inputting and outputting light to a silicon photonics chip is using a grating coupler. Furthermore, when separating and coupling orthogonal polarizations, a two-dimensional grating coupler is used (Non-Patent Literature 1).
偏波保持光ファイバ（Polarization Maintaining Fiber：ＰＭＦ）３０１と、二次元グレーティングカプラ３０２とを光学的に結合させる状態を図４Ａ、図４Ｂに示す。偏波保持光ファイバ３０１は、導波する光の偏波の状態を保持する光ファイバであり、クラッド３１１の中にコア３１２を挾むように、２つの応力付与部３１３を備える。二次元グレーティングカプラ３０２は、互いに直交するｘ方向とｙ方向両方に対して周期的な構造（グレーティング）を有する。二次元グレーティングカプラ３０２に結合した偏波の中で、ｙ方向に電界が振動する偏波は第１光導波路３０３に導かれ、ｘ方向に電界が振動する偏波は、第２光導波路３０４に導かれる。Figures 4A and 4B show the optical coupling of a polarization-maintaining optical fiber (PMF) 301 and a two-dimensional grating coupler 302. The polarization-maintaining optical fiber 301 is an optical fiber that maintains the polarization state of the guided light, and has two stress-applying sections 313 that sandwich a core 312 within a cladding 311. The two-dimensional grating coupler 302 has a periodic structure (grating) in both the mutually orthogonal x and y directions. Among the polarizations coupled to the two-dimensional grating coupler 302, polarizations in which the electric field oscillates in the y direction are guided to the first optical waveguide 303, and polarizations in which the electric field oscillates in the x direction are guided to the second optical waveguide 304.
第１光導波路３０３への結合率、および第２光導波路３０４への結合率を等しくするために、第１光導波路３０３および第２光導波路３０４に対して対称な方向、すなわち平面ｘ＋ｙ＝０上に、偏波保持光ファイバ３０１は配置される。In order to make the coupling ratio to the first optical waveguide 303 and the coupling ratio to the second optical waveguide 304 equal, the polarization-maintaining optical fiber 301 is positioned in a direction symmetrical with respect to the first optical waveguide 303 and the second optical waveguide 304, i.e., on the plane x + y = 0.
また、二次元グレーティングカプラ３０２から出力される光の角度は、各光導波路に反射波として戻っていくモードに結合することを防ぐため、垂直でなくθ＝１０°程度の角度に設定されることが通常であり、偏波保持光ファイバ３０１も同程度傾いた位置が最も効率的に光を入出力できる位置となる。Furthermore, the angle of the light output from the two-dimensional grating coupler 302 is usually set to an angle of approximately θ = 10° rather than vertical, in order to prevent coupling to modes that return to each optical waveguide as reflected waves. The polarization-maintaining optical fiber 301 is also most efficiently input and output when tilted to a similar degree.
ここで、偏波保持光ファイバ３０１の、速軸方向３１４、遅軸方向３１５に沿った直線偏波を、それぞれ第２光導波路３０４、第１光導波路３０３に（逆でも良い）結合させたい場合を考えると、速軸方向３１４、遅軸方向３１５は、図４Ａに示すように、ｘ軸、ｙ軸にそろっている必要がある。例えば、二次元グレーティングカプラ３０２自体の性能を評価する場合などは、所定の偏波を入力する必要があるため、このケースに該当する。Now, consider the case where we want to couple the linear polarization of the polarization-maintaining optical fiber 301 along the speed axis direction 314 and the slow axis direction 315 to the second optical waveguide 304 and the first optical waveguide 303, respectively (or vice versa). In this case, the speed axis direction 314 and the slow axis direction 315 must be aligned with the x and y axes, as shown in Figure 4A. For example, this case applies when evaluating the performance of the two-dimensional grating coupler 302 itself, as it is necessary to input a predetermined polarization.
さらに、このような二次元グレーティングカプラ３０２が複数並んでいる場合を考える。図５に、二次元グレーティングカプラ３０２が４つ並んでいる様子を示す。なお、複数の二次元グレーティングカプラ３０２は、図示しない光回路基板の上に形成されている。この場合、光入出力には、複数の偏波保持光ファイバ３０１が用いられ、これらをＶ溝基板３０５に整列固定したファイバアレイが用いられる。Ｖ溝基板３０５は、複数のＶ溝の各々に複数の偏波保持光ファイバ３０１の各々を挿入して整列している。複数の偏波保持光ファイバ３０１は、Ｖ溝基板３０５の上で、板状の蓋３０６で押さえられている。また、蓋３０６は、接着層３０７により、Ｖ溝基板３０５に接着固定されている。この構成において、先述したように、偏波保持光ファイバ３０１は、応力付与部３１３が光ファイバ整列方向に対して傾いて配置されることになる。Furthermore, consider the case where multiple such two-dimensional grating couplers 302 are arranged in a row. Figure 5 shows a configuration where four two-dimensional grating couplers 302 are arranged in a row. Note that the multiple two-dimensional grating couplers 302 are formed on an optical circuit board (not shown). In this case, multiple polarization-maintaining optical fibers 301 are used for optical input and output, and a fiber array is used in which these are aligned and fixed to a V-groove substrate 305. The V-groove substrate 305 is arranged by inserting each of the multiple polarization-maintaining optical fibers 301 into each of the multiple V-grooves. The multiple polarization-maintaining optical fibers 301 are held down on the V-groove substrate 305 by a plate-shaped cover 306. The cover 306 is also bonded and fixed to the V-groove substrate 305 by an adhesive layer 307. In this configuration, as mentioned above, the stress-applying portion 313 of the polarization-maintaining optical fiber 301 is positioned at an angle with respect to the optical fiber alignment direction.
上述した従来のファイバアレイにおいて、偏波保持光ファイバ３０１に、Ｖ溝基板３０５および蓋３０６が触れている点（図中や視線の先）が、応力付与部３１３に対して非対称である。このため、これらの点において偏波保持光ファイバ３０１に加えられる応力が、偏波保持光ファイバ３０１内の応力バランスを崩し、偏波クロストークなどの特性を劣化させる恐れがあるという課題がある。In the conventional fiber array described above, the points where the V-groove substrate 305 and the cover 306 touch the polarization-maintaining optical fiber 301 (indicated in the figure and in the line of sight) are asymmetrical with respect to the stress-applying section 313. Therefore, there is a problem that the stress applied to the polarization-maintaining optical fiber 301 at these points may disrupt the stress balance within the polarization-maintaining optical fiber 301, potentially degrading characteristics such as polarization crosstalk.
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、Ｖ溝基板に固定された複数の偏波保持光ファイバと、複数の二次元グレーティングカプラとの間で、偏波クロストークの劣化なく光入出力できるようにすることを目的とする。The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and aims to enable optical input and output between multiple polarization-maintaining optical fibers fixed to a V-groove substrate and multiple two-dimensional grating couplers without degradation of polarization crosstalk.
本発明に係る光入出力構造は、第１方向に配列された複数の偏波保持光ファイバと、複数のＶ溝を備えて、複数のＶ溝の各々に複数の偏波保持光ファイバの各々を挿入して整列するＶ溝基板と、複数の偏波保持光ファイバをＶ溝基板に押さえつける蓋と、複数の偏波保持光ファイバの各々に対応し、複数の偏波保持光ファイバの入出射端の側に配置されて第１方向に配列して光回路基板の上に形成された複数の二次元グレーティングカプラと、複数の二次元グレーティングカプラの各々に光学的に接続して光回路基板の上に形成されて、複数の第１光導波路および複数の第２光導波路とを備え、複数の偏波保持光ファイバの各々は、コアを第１方向または第１方向に垂直な第２方向に挟んで配置された２つの応力付与部を備え、複数の二次元グレーティングカプラの各々は、第１方向と第１方向に垂直な第２方向とに交差したグレーティングで構成され、複数の第１光導波路の各々の導波方向と複数の第２光導波路の各々の導波方向とは、互いに垂直な方向とされ、複数の第１光導波路の各々、または、複数の第２光導波路の各々は、導波方向を第１方向としている。The optical input/output structure according to the present invention comprises: a plurality of polarization-maintaining optical fibers arranged in a first direction; a V-groove substrate having a plurality of V-grooves into which each of the plurality of polarization-maintaining optical fibers is inserted and aligned; a lid that presses the plurality of polarization-maintaining optical fibers against the V-groove substrate; a plurality of two-dimensional grating couplers corresponding to each of the plurality of polarization-maintaining optical fibers, arranged on the input/output ends of the plurality of polarization-maintaining optical fibers and formed on an optical circuit board in a first direction; and a component formed on an optical circuit board that is optically connected to each of the plurality of two-dimensional grating couplers. The device comprises a plurality of first optical waveguides and a plurality of second optical waveguides, each of the plurality of polarization-maintaining optical fibers having two stress-applying parts arranged to sandwich the core in a first direction or a second direction perpendicular to the first direction, each of the plurality of two-dimensional grating couplers being composed of gratings intersecting a first direction and a second direction perpendicular to the first direction, the guidance direction of each of the plurality of first optical waveguides and the guidance direction of each of the plurality of second optical waveguides being perpendicular to each other, and each of the plurality of first optical waveguides or each of the plurality of second optical waveguides having the guidance direction as the first direction.
以上説明したことにより、本発明によれば、Ｖ溝基板に固定された複数の偏波保持光ファイバと、複数の二次元グレーティングカプラとの間で、偏波クロストークの劣化なく光入出力できる。As described above, according to the present invention, optical input and output can be performed between multiple polarization-maintaining optical fibers fixed to a V-groove substrate and multiple two-dimensional grating couplers without degradation of polarization crosstalk.
以下、本発明の実施の形態に係る光入出力構造について図１を参照して説明する。この光入出力構造は、複数の偏波保持光ファイバ１０１と、複数の二次元グレーティングカプラ１０２と、複数の偏波保持光ファイバ１０１を固定するＶ溝基板１０５とを備える。The optical input/output structure according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to Figure 1. This optical input/output structure comprises a plurality of polarization-maintaining optical fibers 101, a plurality of two-dimensional grating couplers 102, and a V-groove substrate 105 for fixing the plurality of polarization-maintaining optical fibers 101.
複数の偏波保持光ファイバ１０１の各々は、クラッド１１１の中にコア１１２を挾むように、２つの応力付与部１１３を備える。また、２つの応力付与部１１３は、コア１１２を第１方向または第１方向に垂直な第２方向に挟んで配置されている。また、複数の偏波保持光ファイバ１０１は、第１方向（図１のｘ軸方向）に配列されている。したがって、応力付与部１１３は、複数の偏波保持光ファイバ１０１の整列（配列）方向に対して一致するように並べられたものとなる。Each of the multiple polarization-maintaining optical fibers 101 is provided with two stress-applying sections 113 that sandwich the core 112 within the cladding 111. The two stress-applying sections 113 are positioned to sandwich the core 112 in a first direction or in a second direction perpendicular to the first direction. Furthermore, the multiple polarization-maintaining optical fibers 101 are arranged in the first direction (the x-axis direction in Figure 1). Therefore, the stress-applying sections 113 are arranged to coincide with the alignment (arrangement) direction of the multiple polarization-maintaining optical fibers 101.
Ｖ溝基板１０５は、複数のＶ溝を備えて、複数のＶ溝の各々に複数の偏波保持光ファイバ１０１の各々を挿入して整列する。複数の偏波保持光ファイバ１０１は、蓋１０６によりＶ溝基板１０５に押さえつけられている。また、蓋１０６は、接着層１０７により、Ｖ溝基板１０５に接着固定されている。The V-groove substrate 105 has multiple V-grooves, and multiple polarization-maintaining optical fibers 101 are inserted into each of the multiple V-grooves and aligned. The multiple polarization-maintaining optical fibers 101 are pressed against the V-groove substrate 105 by a cover 106. The cover 106 is also bonded and fixed to the V-groove substrate 105 by an adhesive layer 107.
複数の二次元グレーティングカプラ１０２は、複数の偏波保持光ファイバ１０１の各々に対応して設けられている。また、複数の二次元グレーティングカプラ１０２は、複数の偏波保持光ファイバ１０１の入出射端の側に配置され、第１方向に配列して光回路基板（不図示）の上に形成されている。複数の二次元グレーティングカプラ１０２の各々は、第１方向と第２方向（図１のｙ軸方向）とに交差したグレーティングで構成されている。第２方向は、第１方向に垂直な方向である。なお、二次元グレーティングカプラ１０２は、互いに直交するｘ軸方向とｙ軸方向の両方に対して周期的な構造（グレーティング）を有する。Multiple two-dimensional grating couplers 102 are provided corresponding to each of the multiple polarization-maintaining optical fibers 101. Furthermore, the multiple two-dimensional grating couplers 102 are positioned on the input and output ends of the multiple polarization-maintaining optical fibers 101 and are formed on an optical circuit board (not shown) in a first direction. Each of the multiple two-dimensional grating couplers 102 is composed of a grating that intersects the first direction and the second direction (the y-axis direction in Figure 1). The second direction is perpendicular to the first direction. The two-dimensional grating couplers 102 have a periodic structure (grating) in both the mutually orthogonal x-axis and y-axis directions.
また、複数の二次元グレーティングカプラ１０２の各々は、複数の第１光導波路１０３および複数の第２光導波路１０４が光学的に接続している。複数の第１光導波路１０３および複数の第２光導波路１０４は、複数の二次元グレーティングカプラ１０２とともに、同一の光回路基板の上に形成されている。また、複数の第１光導波路１０３の各々の導波方向と複数の第２光導波路１０４の各々の導波方向とは、互いに垂直な方向とされている。加えて、複数の第１光導波路１０３の各々、または、複数の第２光導波路１０４の各々は、導波方向を第１方向としている。この例では、複数の二次元グレーティングカプラ１０２の配列方向は、第１光導波路１０３の導波方向に平行とされている。Furthermore, each of the multiple two-dimensional grating couplers 102 is optically connected to a plurality of first optical waveguides 103 and a plurality of second optical waveguides 104. The plurality of first optical waveguides 103 and the plurality of second optical waveguides 104 are formed together with the plurality of two-dimensional grating couplers 102 on the same optical circuit board. In addition, the guidance direction of each of the plurality of first optical waveguides 103 and the guidance direction of each of the plurality of second optical waveguides 104 are perpendicular to each other. Moreover, the guidance direction of each of the plurality of first optical waveguides 103 or each of the plurality of second optical waveguides 104 is set to the first direction. In this example, the arrangement direction of the plurality of two-dimensional grating couplers 102 is parallel to the guidance direction of the first optical waveguides 103.
なお、複数の偏波保持光ファイバ１０１の各々の入出射端の面と、複数の二次元グレーティングカプラ１０２が形成されている光回路基板の表面とは、互いに向かい合って配置されている。Furthermore, the input and output ends of each of the multiple polarization-maintaining optical fibers 101 and the surface of the optical circuit board on which the multiple two-dimensional grating couplers 102 are formed are arranged facing each other.
上述した実施の形態によれば、複数の二次元グレーティングカプラ１０２は、好ましくない応力を受けることなく、かつ複数の二次元グレーティングカプラ１０２に対し、速軸を第２光導波路１０４に一致させ、遅軸を第１光導波路１０３に一致させて光入出力ができる。言い換えると、実施の形態によれば、速軸方向に電界が振動する偏波が第１光導波路１０３に結合し、遅軸方向に電界が振動する偏波が第２光導波路１０４に結合するように光入出力ができる。According to the above-described embodiment, the multiple two-dimensional grating couplers 102 can perform optical input and output without being subjected to undesirable stress, and with respect to the multiple two-dimensional grating couplers 102, the speed axis can be aligned with the second optical waveguide 104 and the slow axis can be aligned with the first optical waveguide 103. In other words, according to the embodiment, optical input and output can be performed such that polarization with an electric field oscillating in the speed axis direction is coupled to the first optical waveguide 103, and polarization with an electric field oscillating in the slow axis direction is coupled to the second optical waveguide 104.
例えば、図２に示すように、複数の偏波保持光ファイバ１０１の導波方向に垂直な平面は、複数の二次元グレーティングカプラ１０２が形成されている光回路基板の平面から傾斜させることができる。このように、複数の偏波保持光ファイバ１０１は、光の出力される方向に合わせて、光回路基板の平面から傾けて設置される。なお、図２では、３つの偏波保持光ファイバ１０１と、３つの二次元グレーティングカプラ１０２との組み合わせを例に示している。For example, as shown in Figure 2, the plane perpendicular to the waveguide direction of the multiple polarization-maintaining optical fibers 101 can be tilted from the plane of the optical circuit board on which the multiple two-dimensional grating couplers 102 are formed. In this way, the multiple polarization-maintaining optical fibers 101 are installed at an angle from the plane of the optical circuit board to match the direction in which the light is output. Note that Figure 2 shows an example of a combination of three polarization-maintaining optical fibers 101 and three two-dimensional grating couplers 102.
複数の二次元グレーティングカプラ１０２は、図２のｘ軸と成す角がφ＝－４５°である方向に向かって並んでいる。複数の偏波保持光ファイバ１０１の各々は、図２のｚｙ平面内にあり、ｚ軸と成す角がθ＝２０°とされている。複数の二次元グレーティングカプラ１０２は、複数の偏波保持光ファイバ１０１がこの角度に配置されたとき、第１光導波路３０３，第２光導波路３０４に対して均等かつ最大の結合率をとるよう設計されているものとする。Multiple two-dimensional grating couplers 102 are arranged in a direction where the angle they make with the x-axis in Figure 2 is φ = -45°. Each of the multiple polarization-maintaining optical fibers 101 lies in the zy-plane in Figure 2, and the angle it makes with the z-axis is θ = 20°. The multiple two-dimensional grating couplers 102 are designed to achieve an equal and maximum coupling ratio with respect to the first optical waveguide 303 and the second optical waveguide 304 when the multiple polarization-maintaining optical fibers 101 are arranged at this angle.
複数の二次元グレーティングカプラ１０２の配列間隔ｄFは、複数の二次元グレーティングカプラ１０２に沿った方向から臨んだ複数の二次元グレーティングカプラ１０２の配列間隔であり、光回路基板の上での複数の二次元グレーティングカプラ１０２の配列間隔をｄGとすると、ｄFとｄGとは次の式で関係づけられる。 The spacing dF between multiple two-dimensional grating couplers 102 is the spacing between multiple two-dimensional grating couplers 102 viewed from a direction along the multiple two-dimensional grating couplers 102, and if dG is the spacing between multiple two-dimensional grating couplers 102 on the optical circuit board, then dF and dG are related by the following equation.
例えば、φ＝－４５°、θ＝２０°の場合、ｄF≒０．９７０３ｄGとなる。 For example, when φ = -45° and θ = 20°, d F ≈ 0.9703d G.
なお、図１に示した例では、複数の二次元グレーティングカプラ１０２の配列方向は、第１光導波路１０３の導波方向に平行としたが、これに限るものではない。複数の二次元グレーティングカプラ１０２の配列方向は、第２光導波路１０４の導波方向に平行とすることもできる。In the example shown in Figure 1, the arrangement direction of the multiple two-dimensional grating couplers 102 is parallel to the waveguide direction of the first optical waveguide 103, but this is not the only option. The arrangement direction of the multiple two-dimensional grating couplers 102 can also be parallel to the waveguide direction of the second optical waveguide 104.
また、第１光導波路１０３と第２光導波路１０４とがなす角度や、光の出射方向の設計次第では、第１光導波路１０３または第１光導波路３０３と完全に平行になっていなくともよい。また、偏波保持光ファイバ１０１が、Ｖ溝基板１０５や蓋１０６などから受ける応力は、応力付与部１１３に対して対称であればよく、２つの応力付与部１１３が、コア１１２を挟む方向は、図１に例示する状態より９０°異なったものとすることができる。Furthermore, depending on the angle between the first optical waveguide 103 and the second optical waveguide 104, and the design of the direction of light emission, they do not need to be perfectly parallel to the first optical waveguide 103 or the first optical waveguide 303. Also, the stress that the polarization-maintaining optical fiber 101 receives from the V-groove substrate 105 or the cover 106 only needs to be symmetrical with respect to the stress-applying portion 113, and the direction in which the two stress-applying portions 113 sandwich the core 112 can be 90° different from the state illustrated in Figure 1.
ところで、図２に示した例では、複数の偏波保持光ファイバ１０１の各々の入出射端の面と、Ｖ溝基板１０５の入出射端の側の面と、蓋１０６の入出射端の側の面とが配置されている平面が、複数の二次元グレーティングカプラ１０２が形成されている光回路基板の表面に対して傾斜している。By the way, in the example shown in Figure 2, the plane on which the input/output ends of each of the multiple polarization-maintaining optical fibers 101, the input/output end side of the V-groove substrate 105, and the input/output end side of the lid 106 are arranged is inclined with respect to the surface of the optical circuit board on which the multiple two-dimensional grating couplers 102 are formed.
これに対して、図３に示すように、複数の偏波保持光ファイバ１０１の各々の入出射端の面と、Ｖ溝基板１０５の入出射端の側の面と、蓋１０６の入出射端の側の面とが配置されている平面１０８を、複数の二次元グレーティングカプラ１０２が形成されている光回路基板の表面に対して平行にすることができる。複数の偏波保持光ファイバ１０１の各々の入出射端の面と、Ｖ溝基板１０５の入出射端の側の面と、蓋１０６の入出射端の側の面とが配置されている平面１０８を、導波方向に垂直な平面から傾斜させることで、図３に示す状態にすることができる。In contrast, as shown in Figure 3, the plane 108 on which the input/output ends of each of the multiple polarization-maintaining optical fibers 101, the input/output end side surface of the V-groove substrate 105, and the input/output end side surface of the lid 106 are arranged can be made parallel to the surface of the optical circuit board on which the multiple two-dimensional grating couplers 102 are formed. By tilting the plane 108 on which the input/output ends of each of the multiple polarization-maintaining optical fibers 101, the input/output end side surface of the V-groove substrate 105, and the input/output end side surface of the lid 106 are arranged from a plane perpendicular to the waveguide direction, the state shown in Figure 3 can be achieved.
この構成とすることで、平面１０８と二次元グレーティングカプラ１０２との間の距離を、短縮し、かつ均一化することが可能になり、結合効率を上昇させかつ均一化することができる。なおこの場合、複数の偏波保持光ファイバ１０１の各々の入出射端の面が、導波方向に対して垂直ではないので、入出射端の面での光の屈折を考慮に入れ、偏波保持光ファイバ１０１の配置角度を適宜補正する必要があることは言うまでもない。 This configuration makes it possible to shorten and equalize the distance between the plane 108 and the two-dimensional grating coupler 102, thereby increasing and equalizing the coupling efficiency. In this case , since the input and output surfaces of each of the multiple polarization-maintaining optical fibers 101 are not perpendicular to the waveguide direction, it goes without saying that it is necessary to take into account the refraction of light at the input and output surface and appropriately correct the arrangement angle of the polarization-maintaining optical fibers 101.
以上に説明したように、本発明では、複数の偏波保持光ファイバが配列されている第１方向に対し、２つの応力付与部を、第１方向または第１方向に垂直な第２方向に、コアを挟んで配置し、さらに、二次元グレーティングカプラに接続している複数の第１光導波路、または複数の第２光導波路の導波方向を平行にした。この結果、本発明によれば、Ｖ溝基板に固定された複数の偏波保持光ファイバと、複数の二次元グレーティングカプラとの間で、偏波クロストークの劣化なく光入出力できるようになる。As described above, in the present invention, two stress-applying sections are arranged on either the first direction or a second direction perpendicular to the first direction, sandwiching the core, with respect to the first direction in which multiple polarization-maintaining optical fibers are arranged. Furthermore, the waveguide directions of the multiple first optical waveguides or multiple second optical waveguides connected to the two-dimensional grating coupler are made parallel. As a result, according to the present invention, optical input and output can be performed between the multiple polarization-maintaining optical fibers fixed to the V-groove substrate and the multiple two-dimensional grating couplers without degradation of polarization crosstalk.
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。Furthermore, it is clear that the present invention is not limited to the embodiments described above, and that many modifications and combinations are possible within the technical concept of the present invention by those with ordinary skill in the art.
１０１…偏波保持光ファイバ、１０２…二次元グレーティングカプラ、１０３…第１光導波路、１０４…第２光導波路、１０５…Ｖ溝基板、１０６…蓋、１０７…接着層、１１１…クラッド、１１２…コア、１１３…応力付与部。101...Polarization-maintaining optical fiber, 102...Two-dimensional grating coupler, 103...First optical waveguide, 104...Second optical waveguide, 105...V-groove substrate, 106...Lid, 107...Adhesive layer, 111...Cladding, 112...Core, 113...Stress application section.
Claims (2)
複数のＶ溝を備えて、前記複数のＶ溝の各々に前記複数の偏波保持光ファイバの各々を挿入して整列するＶ溝基板と、
前記複数の偏波保持光ファイバを前記Ｖ溝基板に押さえつける蓋と、
前記複数の偏波保持光ファイバの各々に対応し、前記複数の偏波保持光ファイバの入出射端の側に配置されて前記第１方向に配列して光回路基板の上に形成された複数の二次元グレーティングカプラと、
前記複数の二次元グレーティングカプラの各々に光学的に接続して前記光回路基板の上に形成されて、複数の第１光導波路および複数の第２光導波路と
を備え、
前記複数の偏波保持光ファイバの各々は、コアを前記第１方向または前記第１方向に垂直な第２方向に挟んで配置された２つの応力付与部を備え、
前記複数の二次元グレーティングカプラの各々は、前記第１方向と前記第１方向に垂直な第２方向とに交差したグレーティングで構成され、
前記複数の第１光導波路の各々の導波方向と前記複数の第２光導波路の各々の導波方向とは、互いに垂直な方向とされ、
前記複数の第１光導波路の各々、または、前記複数の第２光導波路の各々は、導波方向を前記第１方向とし、
各々の前記入出射端の面と、前記Ｖ溝基板の前記入出射端の側の面と、前記蓋の前記入出射端の側の面とが配置されている平面は、導波方向に垂直な平面から傾斜し、さらに、前記光回路基板の平面とは、互いに平行とされている
ことを特徴とする光入出力構造。 Multiple polarization-maintaining optical fibers arranged in a first direction,
A V-groove substrate having multiple V-grooves, in which each of the multiple polarization-maintaining optical fibers is inserted and aligned,
A cover for pressing the plurality of polarization-maintaining optical fibers against the V-groove substrate,
A plurality of two-dimensional grating couplers are formed on an optical circuit board, corresponding to each of the plurality of polarization-maintaining optical fibers, and arranged on the input and output ends of the plurality of polarization-maintaining optical fibers, and arranged in the first direction;
Each of the aforementioned plurality of two-dimensional grating couplers is optically connected to and formed on the optical circuit board, comprising a plurality of first optical waveguides and a plurality of second optical waveguides,
Each of the plurality of polarization-maintaining optical fibers comprises two stress-applying portions arranged to sandwich the core in the first direction or in a second direction perpendicular to the first direction,
Each of the plurality of two-dimensional grating couplers is composed of a grating that intersects the first direction and a second direction perpendicular to the first direction.
The guidance direction of each of the plurality of first optical waveguides and the guidance direction of each of the plurality of second optical waveguides are set to be perpendicular to each other.
Each of the plurality of first optical waveguides, or each of the plurality of second optical waveguides, has its waveguide direction set to the first direction .
The plane on which each of the front-printing exit ends, the front-printing exit end side of the V-groove substrate, and the front-printing exit end side of the lid are arranged is inclined from a plane perpendicular to the waveguide direction, and is further parallel to the plane of the optical circuit substrate.
An optical input/output structure characterized by the following features.
前記複数の偏波保持光ファイバの導波方向に垂直な平面は、前記光回路基板の平面から傾斜していることを特徴とする光入出力構造。 In the optical input/output structure according to claim 1,
An optical input/output structure characterized in that the plane perpendicular to the waveguide direction of the plurality of polarization-maintaining optical fibers is inclined from the plane of the optical circuit board.
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