L字型Si細線導波路からなる偏波変換器の広帯域化

摘要

Si細線導波路型偏波変換器を広帯域かつ低損失に動作させるための設計指針を提示する．検討する構造は，導波路の角を直角に切り取ったL字型とし，コア幅の選択範囲を，正規化周波数の概念を導入して明らかにする．はじめに，固有モード解析を行い，偏波変換部におけるハイブリッドモード間の正規化屈折率差を評価する．この結果をもとに，コアの欠損量に応じたコア幅の選択範囲について述べる．次に，広帯域動作に必要な偏波変換部の長さをハイブリッドモード間の実効屈折率差から検討する．最後に低損失に動作させることを考慮して，コアの欠損量に対する偏波変換長と挿入損を評価する．コアの欠損量に応じてコア幅を0.3μm～0.32に選択することで，1.3μm～1.6μmの広帯域にわたって，20 dB以上の消光比を維持しながら，1 dB以下の低損失で動作することを明らかにする．