DE60127787T2

DE60127787T2 - Optisches wellenleiterinterferometer

Info

Publication number: DE60127787T2
Application number: DE60127787T
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Musashino-shi INOUE; Yasuaki Musashino-shi HASHIZUME; Yoshinori Musashino-shi Hibino; Akio Musashino-shi SUGITA; Yasuhiro Musashino-shi HIDA; Hiroshi Shibuuya-ku TAKAHASHI
Original assignee: NTT Electronics Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Electronics Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2021-02-10
Also published as: US20020181870A1; JP4102792B2; EP1191364A4; US6757454B2; EP1712938A2; WO2001059495A1; JP2005010805A; JP3784720B2; EP1191364B1; EP1712938A3; DE60127787D1; EP1191364A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Wellenleiterinterferometer, welches aus planaren optischen Wellenleitern besteht, und insbesondere eine Technik, welche die Polarisationssensivität des optischen Interferometers kompensiert, oder entgegengesetzt dazu die Polarisationsabhängigkeit erhöht, und zwar durch Verwendung der Abhängigkeit der Doppelbrechung von Wellenleitern von der Kernbreite von Wellenleitern.
HINTERGRUND
Heutzutage werden optische Wellenlängen-Multiplex-Kommunikationssysteme (WDM systems = wavelength division multiplexing systems), welche eine Vielzahl von optischen Wellenlängen verwenden, intensiv entwickelt, um Kommunikationskapazität zu erhöhen. In den optischen Wellenlängen-Multiplex-Kommunikationssystemen werden angeordnete optische Wellenleitergitter-Wellenlängenmulti-/Demultiplexer (von jetzt an als AWGs = arrayed waveguide grating bezeichnet) häufig als optische Wellenlängen-Multi-/Demultiplexer zum Multiplexieren einer Vielzahl von optischen Signalen mit unterschiedlichen Wellenlängen an einer sendenden Seite, und zum Demultiplexieren einer Vielzahl von optischen Signalen, welche durch eine optische Faser zu verschiedenen Anschlüssen bei einer empfangenden Seite hindurch gegangen sind, verwendet.
18 zeigt eine Schaltkreiskonfiguration eines konventionellen AWGs. Licht, welches in einen Eingangswellenleiter 1 eingekoppelt wird, wird parallel mit einem Substrat 3 in einem ersten optischen Slab-Wellenleiter 2 gebeugt, und in eine Vielzahl von angeordneten Wellenleitern 4 gekoppelt. Weil die benachbarten angeordneten Wellenleiter 4 eine feste optische Pfaddifferenz haben, hat eine Vielzahl von Lichtstrahlen Phasendifferenzen, welche von den Wellenlängen abhängen, wenn sie in einen zweiten optischen Slab-Wellenleiter 5 gekoppelt werden. Als ein Ergebnis verändern die Brennpunkte, welche durch die Interferenz zwischen der Vielzahl von Lichtstrahlen er zeugt werden, ihre Positionen abhängig von der Wellenlänge. Somit ermöglicht es das Anordnen einer Vielzahl von Ausgangswellenleitern 6 bei den Brennpunkten vorab für den AWG, als ein optischer Wellenlängen-Multi-/Demultiplexer zum Multiplexieren oder Demultiplexieren der Vielzahl von optischen Wellenlängen in dem Block zu funktionieren.
In den derzeit berichteten AWGs sind die Vielzahl von angeordneten Wellenleitern 4 derart ausgebildet, dass sie die gleiche Kernbreite haben. Die AWGs werden unter Verwendung von Wellenleitern einer Vielzahl von Materialien wie Glas, Polymer und Halbleiter hergestellt, und ihre Ergebnisse wurden berichtet (M. K. Smit, „New focusing and dispersive planar component based on an optical phased array", Electronics Letters, vol. 24, Nummer 7, Seiten 385–386, März 1988; Y. Hida, et al., „Polymeric arrayed-waveguide grating multiplexer operating around 1.3 mm", Electronics Letters, vol. 30 Seiten 959–960, 1994; und M. Zirngibl, et al., „Polarization compensated waveguide grating router on InP", Electronics Letters, vol. 31, Nummer 19, Seiten 1662–1664, 1995).
Im Allgemeinen hat ein optischer Wellenleiter, welcher auf einem planaren Substrat ausgebildet ist, unterschiedliche effektive Brechungsindizes für das TM Licht mit einer elektrischen Feldkomponente vertikal zu dem Substrat und für das TE Licht mit einer elektrischen Feldkomponente parallel zu dem Substrat. Der Unterschied zwischen den effektiven Brechungsindizes wird Wellenleiterdoppelbrechung genannt, und durch die folgende Gleichung (1) definiert. B = nTM – nTM (1)
Wobei B die Wellenleiterdoppelbrechung ist, und n_TM und n_TE sind die effektiven Brechungsindizes des TM Lichts und TE Lichts. Die Wellenleiterdoppelbrechung wird durch spannungsindiuierte Doppelbrechung, strukturelle Doppelbrechung, oder Ähnlichem verursacht.
AWG Mittenwellenlängen des TM Lichts und TE Lichts sind durch die folgenden Gleichungen (2) und (3) ausgedrückt.
wobei λ_TM und λ_TE die AWG Mittenwellenlängen des TM Lichts und TE Lichts, ΔL die Längendifferenz zwischen benachbarten angeordneten Wellenleitern, und m die Brechungsordnung (Ganzzahl) sind.
Wie aus den vorher gehenden Gleichungen (1)–(3) gesehen werden kann, unterscheiden sich, wenn die Wellenleiterdoppelbrechung B anwesend ist, die AWG Mittenwellenlängen λ_TM und λ_TE des TM Lichts und des TE Lichts voneinander. Grundsätzlich hat ein quarzbasierter Glaswellenleiter eine geringe Abhängigkeit des Ausbreitungsverlustes von der Polarisation. Weil sich jedoch die Mittenwellenlängen für TM Licht und TE Licht unterscheiden, hat der AWG ein Problem der Polarisationssensivität derart, dass sich seine Charakteristika abhängig von dem Polarisationszustand von einfallendem Licht verändern.
(1. Beispiel von konventioneller Technik)
19 zeigt ein Verfahren des Eliminierens der Polarisationsabhängigkeit. Es fügt in den angeordneten Wellenleiter 4 eine Halbwellenplatte 7 ein, deren optische Achse um 45° bei der Mitte des AWGs über einer Nut 8 geneigt ist (Y. Inoue, et al., „Polarization sensitivity elimination in silica-based wave length-division multiplexer using polyimide half waveplate", IEEE J. Lightwave Technol., vol. 15, Nummer 10, Seiten 1947–1957, Oktober 1997).
Die Halbwellenplatte 7 wird als ein Polarisationsmoduskonvertierer zwischen dem TM Licht und dem TE Licht derart betrieben, dass die Polarisationssensitivität durch Austauschen des TM Lichts und des TE Lichts bei der Mitte des AWGs eliminiert wird, um die gesamte Charakteristik zu mitteln.
(2. Beispiel von konventioneller Technik)
Ein anderes Verfahren des Eliminierens der Polarisationssensitivität des AWGs wird berichtet. Es verringert die thermische Spannung in dem Herstellungsvorgang des AWGs durch Vorsehen des quarzbasierten Glases mit einem thermischen Expansionskoeffizienten korrespondierend zu dem thermischen Expansionskoeffizienten des Quarzsubstrats durch Hinzufügen von mehr Dotierstoff zu dem quarzbasierten Glas, wodurch die Polarisationssensitivität eliminiert wird (S. Suzuki, et al., „Polarization-insensitive arrayed-waveguide gratings using dopant-rich silica-based glass with thermal expansion adjusted to Si substrate", IEE Electron. Lett., vol. 33, Nummer 33, Seiten 1173–1174, Juni 1997).
Insbesondere ermöglicht das Einstellen der Spannung, welche auf die quarzbasierte Glasschicht von dem Siliziumsubstrat ausgeübt wird, auf einen Wert zwischen –1 Mpa und 1 Mpa, dass der Absolutwert der Wellenleiterdoppelbrechung auf einen Wert gleich oder weniger als 2 × 10^–5 eingeschränkt wird, wobei das negative Vorzeichen Kompressionsspannung bezeichnet und das positive Vorzeichen Zugspannung bezeichnet.
Das zweite Verfahren der konventionellen Technik ist ein aussichtsreicherer Kandidat als das erste Verfahren der konventionellen Technik, weil es den zusätzlichen Schritt vermeidet, welcher mit dem Einsetzen der Halbwellenplatte 7 befasst ist, und außerdem zusätzlichen Verlust verhindert. Das zweite Verfahren hat jedoch ein Problem derart, dass es leicht Risse in der quarz basierten Glasschicht während des Herstellvorgangs des AWGs verursacht, und zwar weil die Kompressionsspannung des Glases sehr schwach ist. Zusätzlich, weil die quarzbasierte Glasschicht viel Dotierstoff enthält, ist sie schlecht in langzeitigem Wetterwiderstand, und bewirkt Kristallisation in dem Wellenleiter, welche den optischen Einfügeverlust des Wellenleiters erhöhen wird. Die geringe Zuverlässigkeit ist ein kritisches Problem mit der optischen Kommunikationskomponente, welches dringend gelöst werden muß.
Zusammengefasst haben die zwei Verfahren des Ereichens der Polarisationsunabhängigkeit, welche in den konventionellen Techniken beschrieben sind, Probleme, die gelöst werden müssen. Das erste konventionelle Verfahren unter Verwendung der Halbwellenplatte hat ein Problem des Benötigens des zusätzlichen Schritts, welcher mit dem Einfügen der Halbwellenplatte befasst ist, und des Hervorrufens des zusätzlichen Verlusts von Licht. Andererseits hat das zweite konventionelle Verfahren des Eliminierens der thermischen Spannung des Glases durch Erhöhen des Dotierstoffs des Orts basierten Glases ein Problem mit seiner Zuverlässigkeit.
DE 43 08 411 A offenbart eine Erfindung, in welcher TE und TM Komponenten eines Teilsstrahls mit einer gewünschten Phase dazu gebracht werden, bei einem Ausgang eines Interferometers durch Veränderung von Wellenleiterbreiten auszutreten. Jedoch offenbart DE 43 08 411 A nicht, und legt auch nicht nahe, die Verwendung von optischen Wellenleitern, welche aus solchen Materialien hergestellt sind, die die Bedingung erfüllen, dass die interne Spannung des Kerns größer ist als diejenige der Hülle, eine quantitative Beziehung zwischen Wellenleiterdoppelbrechung und Kernbreiten, und eine Technik zum Steuern von spannungsinduzierter Doppelbrechung durch Verwendung dieser Beziehung.
VREEBURG C G M el al: "A LOW-LOSS 16-CHANNEL POLARIZATION DISPERSION-COMPENSATED PHASAR DEMULTIPLEXER" IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, IEEE INC. NEW YORK, US, vol. 10, Nr. 3, März 1998 (1998-03-01), Seiten 382–384, XP000740678 ISSN: 1041–1135 offenbart ein Verfahren, in welchem eine Wellenleiterbreite teilweise verengt wird, wodurch Polarisationsdispersionskompensation erreicht wird. Jedoch ist gemäß diesem Dokument ein Durchschnittswert von Wellenleiterbreiten größer in langen Wellenleitern, während ein Durchschnittswert von Wellenleiterbreiten kleiner ist in kurzen Wellenleitern.
Die vorliegende Erfindung ist implementiert, um die vorhergehenden Probleme zu lösen. Deshalb ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein preiswertes, hochgradig zuverlässiges, polarisationsunabhängiges optisches Wellenleiterinterferometer vorzusehen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Wir haben herausgefunden, dass die Wellenleiterdoppelbrechung abhängig von der Kernbreite variiert. Unter Verwendung dieses Phänomens löst die vorliegende Erfindung das Problem der Polarisationssensitivität des AWGs ohne zusätzlichen Vorgang oder Komponente. Insbesondere wird die Polarisationssensitivität des AWGs durch Variieren der effektiven Kernbreiten der Wellenleiter des angeordneten Wellenleiters eine nach dem anderen eliminiert.
Um das Ziel zu erreichen wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein optisches Wellenleiterinterferometer gemäß Anspruch 1 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können von den abhängigen Ansprüchen erhalten werden.
Das optische Wellenleiterinterferometer kann aus quarzbasierten optischen Glaswellenleitern auf einem Siliziumsubstrat bestehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Struktur eines polarisationsunabhängigen AWGs (angeordneter optischer Wel lenleitergitter-Wellenlängenmulti-/Demultiplexer) eines ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Draufsicht, welche die Kernbreiten des angeordneten Wellenleiters des polarisationsunabhängigen AWGs von 1 herausstellt;
3 ist ein Graph, welcher die Abhängigkeit des Wellenleiterdoppelbrechungsindexes der Kernbreite ausgedrückt durch Beziehungen zwischen dem Wellenleiterdoppelbrechungsindex und der Wellenleiterkernbreite zeigt;
4A bis 4E sind Vorgangsdiagramme, welche Herstellungsschritte des polarisationsunabhängigen AWGs des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
5 ist ein Graph, welcher Transmissionsspektrumscharakteristika des polarisationsunabhängigen AWGs des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung, ausgedrückt durch Beziehungen zwischen der Transmission und der Wellenlänge zeigt;
6 ist ein Graph, welcher Transmissionsspektrumscharakteristika eines AWGs mit einer einheitlichen Kernbreite (7,0 Mikrometer), ausgedrückt durch die Beziehungen zwischen der Transmission und der Wellenlänge zeigt, als ein Vergleich mit dem ersten Ausführungsbeispiel und gemäß der vorliegenden Erfindung von 5;
7 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Struktur eines polarisationsunabhängigen AWGs eines zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 ist eine Draufsicht, welche die Kernbreiten in den angeordneten Wellenleitern des polarisationsunabhängigen AWGs von 7 herausstellt;
9 ist ein Graph, welcher Transmissions- bzw. Übertragungsspektrumscharakteristika des polarisationsunabhängigen AWGs des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfin dung, ausgedrückt durch die Beziehungen zwischen der Transmission und der Wellenlänge zeigt;
10 ist eine Draufsicht, welche die Kernbreiten in den angeordneten Wellenleitern des polarisationsunabhängigen AWGs eines dritten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 ist eine vergrößerte Ansicht eines verjüngten Abschnitts des angeordneten Wellenleiters des polarisationsunabhängigen AWGs des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
12 ist eine Draufsicht, welche die Kernbreiten in den angeordneten Wellenleitern des polarisationsunabhängigen AWGs des vierten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung herausstellt;
13 ist eine Draufsicht, welche die Kernbreiten in den angeordneten Wellenleitern des polarisationsunabhängigen AWGs in einem fünften Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung herausstellt;
14 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Struktur eines polarisationsunabhängigen asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers eines sechsten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt:
15 ist ein Graph, welcher Transmissionsspektrumscharakteristika des polarisationsunabhängigen asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers des sechsten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung, ausgedrückt durch die Beziehungen zwischen dem optischen Einfügeverlust und optischer Frequenz zeigt;
16 ist ein Graph, welcher Transmissionsspektrumscharakteristika eines konventionellen asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers (mit einer einheitlichen Kernbreite von 7 Mikrometern), ausgedrückt durch die Beziehungen zwischen dem optischen Einfügeverlust und optischer Frequenz zeigt, als ein Vergleich mit dem sechsten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung von 15;
17 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Struktur eines Polarisationsstrahlteilers zeigt;
18 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Struktur eines konventionellen AWGs zeigt; und
19 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Struktur eines anderen konventionellen AWGs zeigt.
BESTE ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Die Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
(ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
1 zeigt eine Schaltkreiskonfiguration eines polarisationsunabhängigen AWGs (angeordneter optischer Wellenlängengitter-Wellenlängenmulti-/Demultiplexer) des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung. Der AWG enthält hundert angeordnete Wellenleiter 104. Die Kernbreiten der angeordneten Wellenleiter 104 unterscheiden sich voneinander außer in den Verjüngungen (nicht gezeigt) bei verbindenden Abschnitten mit Slab-Wellenleitern 102 und 105. Die verbleibende Konfiguration ist die gleiche wie diejenige des konventionellen AWGs wie in 18 gezeigt ist. Hier bezeichnet das Bezugszeichen 101 Eingangswellenleiter, 102 bezeichnet einen eingangsseitigen Slab-Wellenleiter, 103 bezeichnet ein Siliziumsubstrat, 105 bezeichnet einen ausgangsseitigen Slab-Wellenleiter und 106 bezeichnet Ausgangswellenleiter.
2 ist eine Draufsicht, welche die Kernbreiten der angeordneten Wellenleiter von 1 hervorhebt. Wie in 2 gezeigt ist sind die Kernbreiten der angeordneten Wellenleiter 104 derart ausgebildet, dass sie kontinuierlich von der Innenseite (kürzere angeordnete Wellenleiterseite) zur Außenseite (längere angeordnete Wellenleiterseite) verjüngt werden. In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 202 den am weitesten innen angeordneten Wellenleiter mit einer Kernbreite von 8,2 Mikrometern, und 201 bezeichnet den am weitesten außen angeordneten Wellenleiter mit der Kernbreite von 5,8 Mikrometern.
3 zeigt Beziehungen zwischen der Wellenleiterdoppelbrechung B und der Kernbreite w, welche die vorliegende Erfindung auslösen. 3 zeigt, dass sich die Wellenleiterdoppelbrechung B mit der Wellenleiterkernbreite w erhöht. Die Abhängigkeit der Wellenleiterdoppelbrechung von der Kernbreite ist gerade entgegengesetzt zu der Abhängigkeit der strukturellen Doppelbrechung von der Kernbreite. Das bedeutet, dass die strukturelle Doppelbrechung sich mit der Kernbreite verringert. Dies zeigt an, dass die Wellenleiterdoppelbrechung des vorliegenden Ausführungsbeispiels spannungsinduzierte Doppelbrechung ist.
Die spannungsinduzierte Doppelbrechung ist nicht nur von dem Material des Kernglases, Abdeckglases und Substrat stark abhängig, sondern auch von dem Wärmeausdehnungskoeffizienten. Das vorliegende Ausführungsbeispiel verwendet solche Materialien, welche die Bedingung erfüllen, dass die interne Spannung des Kernglasfilms zweimal oder mehr größer als diejenige des Abdeckungsglasfilms ist.
Die Abhängigkeit der Wellenleiterdoppelbrechung von der Kernbreite, wie in 3 gezeigt, wird nun beschrieben werden. Intuitiv wird in einem Gebiet, in welchem die Kernbreite wesentlich kleiner ist als die Kerndicke (als ein extremes Beispiel, wenn die Kernbreite null ist), die Wellenleiterdoppelbrechung durch die interne Spannung des abdeckenden Glasfilms bestimmt. Im Gegensatz dazu wird in einem Gebiet, in welchem die Kernbreite wesentlich größer als die Kerndicke ist (als ein extremes Beispiel, wenn die Kernbreite unendlich ist), die Wellenleiterdoppelbrechung durch die interne Spannung des Kernglasfilms bestimmt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, weil die interne Spannung des Kernglasfilms wesentlich größer ist als diejenige des abdeckenden Glasfilms, entsteht die Abhängigkeit, dass sich die Wellenleiterdoppelbrechung mit der Kernbreite erhöht.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, welches die Abhängigkeit der Wellenleiterdoppelbrechung von der Kernbreite wie in 3 gezeigt, welche wir dieses Mal entdeckten, verwendet, um die Mittenwellenlänge λ_TM des TM Lichts gleich zu der Mittenwellenlänge λ_TE des TE Lichts ohne Verringern der Wellenleiterdoppelbrechung auf null zu bringen.
Der Herstellungsvorgang des Wellenleiters des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird kurz mit Bezug auf die 4A bis 4E beschrieben. Ein unterer Abdeckglasruß 401, welcher im Wesentlichen aus SiO₂ besteht, und ein Kernglasruß 402, welcher aus SiO₂ mit zusätzlichem GeO₂ besteht, werden auf einem Siliziumsubstrat 103 durch Flammenhydrolyse-Abscheideverfahren (4A) abgeschieden.
Nachfolgend wird Glastransparenz bei einer Temperatur größer als 1000°C. durchgeführt. In diesem Fall wird die Abscheidung des Glases derart durchgeführt, dass die untere Abdeckglasschicht 403 30 Mikrometer dick wird, und das Kernglas 404 wird sieben Mikrometer dick (4B).
Danach wird eine Ätzmaske 405 auf dem Kernglas 404 durch eine Photolithographietechnik ausgebildet (4C), gefolgt von dem Herstellen eines Schaltkreismusters mit dem Kernglas 404 durch reaktives Ionenätzen (4D).
Nach dem Entfernen der Ätzmaske 405 wird ein äußeres Abdeckglas 406 durch das Flammenhydrolyse-Abscheideverfahren ausgebildet. Zu dem oberen Abdeckglas 406 wird ein Dotierstoff wie B₂O₃ oder P₂O₅ hinzugefügt, um die Übergangstemperatur des Glases derart zu verringern, dass das obere Abdeckglas 406 in schmale Lücken zwischen dem Kernglas 404 und dem Kernglas 404 eintritt (4E).
Wie in Verbindung mit der konventionellen Technik beschrieben wurde wird das Hinzufügen eines großen Volumens von Dotierstoff zu dem Abdeckglas Kompressionsspannung auflösen, welche auf die Glasschicht von dem Siliziumsubstrat ausgeübt wird, wodurch die Wellenleiterdoppelbrechung verringert wird. Jedoch wird auch die Wetterwiderstandsfähigkeit des Glases verschlechtert. In Anbetracht dessen begrenzt das vorliegende Ausführungsbeispiel die Menge von Dotierstoff, welcher zu dem Abdeckglas 406 hinzugefügt wird, als eine Bedingung des Sicherstellens von ausreichender Zuverlässigkeit. Insbesondere erzeugt sie die Spannung von weniger als –10 MPa (Kompressionsspannung größer als 10 MPa) von dem Siliziumsubstrat 103 auf die Glasschicht.
Als nächstes wird das Design des angeordneten Wellenleiters beschrieben werden. In dem AWG wird ein Design derart hergestellt, dass die optische Pfaddifferenz zwischen den benachbarten angeordneten Wellenleitern konstant wird. In diesem Fall werden die Mittenwellenlängen λ_TM und λ_TE der TM Mode und der TE Mode durch die folgenden Gleichungen (4) und (5) ausgedrückt.
wobei L_k und L_k+1 Längen von k-ten und (k + 1)-ten angeordneten Wellenleitern sind. Deshalb ist die Bedingung zum Eliminieren der Abweichung zwischen den Mittenwellenlängen, welche durch die Polarisation verursacht wird, dass die rechte Seite der Gleichungen (4) und (5) gleich werden. Mit anderen Worten, wenn die folgende Gleichung (6) erfüllt ist, wird die Abweichung zwischen den Mittenwellenlängen aufgrund der Polarisation eliminiert, wodurch die Polarisationssensitivität des AWGs eliminiert wird.
wobei B die Wellenleiterdoppelbrechung ist, welche durch Gleichung (1) gegeben wird. Gleichung (6) bedeutet, dass die Polarisationssensitivität eliminiert wird, wenn die longitudinal integrierte Doppelbrechung einen konstanten Wert für unterschiedlich angeordnete Wellenleiter annimmt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, weil die angeordneten Wellenleiter derart ausgebildet sind, dass sie eine konstante Kernbreite in Längsrichtung haben, Gleichung (6) auf die folgende Gleichung (7) reduziert. Bk·Lk = const. (7)wobei B_k die Doppelbrechung des k-ten angeordneten Wellenleiters ist.
Gleichung (7) drückt aus, dass die Polarisationssensitivität des AWGs durch Einstellen der Doppelbrechung auf einen kürzer angeordneten Wellenleiter auf einen größeren Wert, und diejenige eines länger angeordneten Wellenleiters auf einen kleineren Wert, eliminiert werden kann. Das Ausbilden eines 100-GHz-beabstandeten 16-Kanal AWGs zum Erfüllen von Gleichung (7) unter Verwendung des Ergebnisses von 3 gibt die Kernbreite von 5,8 Mikrometern für den längsten angeordneten Wellenleiter 201 und die Kernbreite von 8,2 Mikrometern für den kürzesten angeordneten Wellenleiter 202, wie in 2 gezeigt ist.
Allgemein gesprochen ist es nötig für den AWG, eine feste optische Pfaddifferenz zwischen benachbarten angeordneten Wellenleitern zu haben. In dem konventionellen Design, in welchem alle die angeordneten Wellenleiter die gleiche Kernbreite haben, haben alle angeordneten Wellenleiter den gleichen effektiven Brechungsindex, wodurch eine feste physikalische Längendifferenz zwischen den benachbarten angeordneten Wellenleitern hergestellt wird. Das vorliegende Design hat jedoch unterschiedliche Kernbreiten von angeordneten Wellenleitern voneinander, wodurch unterschiedliche effektive Brechungsindizes erhalten werden. Deshalb ist die physikalische Längendifferenz zwischen den benachbarten angeordneten Wellenleitern nicht notwendigerweise konstant. Insbesondere wird, wenn die effektiven Brechungsindizes proportional zu den Kernbreiten sind, die physikalische Längendifferenz zwischen den benachbarten angeordneten Wellenleitern konstant. Wenn jedoch die effektiven Brechungsindizes nicht proportional zu den Kernbreiten sind, wird die physikalische Längendifferenz zwischen den benachbarten angeordneten Wellenleitern nicht konstant. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, weil die effektiven Brechungsindizes nicht proportional zu den Kernbreiten sind, die physikalische Längendifferenz zwischen den benachbarten angeordneten Wellenleitern nicht konstant.
5 zeigt Transmissionsspektren des AWGs, welcher unter Verwendung des vorhergehenden Designverfahrens hergestellt wurde. Die Abweichung zwischen den Wellenlängen λ_TM und λ_TE ist weniger als 0,007 nm (die Begrenzungen der Messung). Transmissionsspektren eines konventionellen AWGs, welcher unter Verwendung einer einheitlichen Kernbreite (7,0 Mikrometer) hergestellt ist, sind in 6 zum Zweck des Vergleichs gezeigt. Die Abweichung zwischen den Wellenlängen λ_TM und λ_TE ist 0,12 nm. Beim Vergleichen von 5 und 6 fällt auf, dass das Design, welches Gleichung (7) bezüglich der Kernbreiten erfüllt, die Polarisationssensitivität des AWGs eliminieren kann.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Polarisationssensitivität des optischen Wellenleiterinterferometers durch Steuerung der endlichen Wellenleiterdoppelbrechung durch Variieren von Kernbreiten gemäß den Längen der angeordneten Wellenleitern eliminiert werden kann, ohne die Wellenleiterdoppelbrechung auf Null zu bringen. Als ein Steue rungsverfahren der Doppelbrechung der Wellenleiter werden die folgenden Verfahren vorgeschlagen. Zunächst ist ein Verfahren unter Verwendung eines spannungsausübenden Films bekannt (M. Kawachi, et al., „Laser trimming adjustment of waveguide birefringence in silica integrated-optic ring resonators", Proc. CLEO '89, Seiten 84–85, 1989). Zweitens ist ein Verfahren des Installierens von unterschiedlichen Typen von dünnen Filmen unterhalb des Kerns bekannt (H. H. Yaffe, et al., „Polarization-independent silica-on-silicon Mach-Zehnder interferometers", Journal of Lightwave Technology, vol. 12, Seiten 64–67, 1994). Die vorliegende Erfindung hat jedoch ein Hauptcharakteristikum darin, dass die Polarisationssensitivität des AWGs durch Steuerung der Wellenleiterdoppelbrechung nur durch Veränderung der Kernbreite eliminiert werden kann, welche ein Maskendesignparameter ohne irgendeinen zusätzlichen Prozess wie bei den konventionellen Verfahren ist.
(ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
7 zeigt einen polarisationsunabhängigen AWG eines zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung. In 7 bezeichnet das Bezugszeichen 701 Eingangswellenleiter; und 702 bezeichnet einen Eingangsseitigen Slab-Wellenleiter; 703 bezeichnet ein Siliziumsubstrat; 704 bezeichnet angeordnete Wellenleiter; 705 bezeichnet einen ausgangsseitigen Slab-Wellenleiter; und 706 bezeichnet Ausgangswellenleiter. Die Erscheinung des AWGs der vorliegenden Erfindung ist identisch zu derjenigen des AWGs des ersten Ausführungsbeispiels, wie in 1 gezeigt ist. Obwohl jedoch die Kernbreiten der angeordneten Wellenleiter sich voneinander in dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden, ist das zweite Ausführungsbeispiel dadurch gekennzeichnet, dass es die angeordneten Wellenleiter mit zwei Typen von Kernbreiten verwendet, und das Verhältnis zwischen den Längen der zwei variiert, um die Wellenleiterdoppelbrechung zwischen den angeordneten Wellenleitern äquivalent zu variieren. Zusätzlich, um den Verbindungsverlust zwischen den Wellenleitern mit den zwei Typen von Kernbreiten zu verringern, wird ein verjüngter Abschnitt, welcher seine Breite kontinuierlich variiert, zwischen beiden Wellenleitern individuell vorgesehen.
Das Einfügen des verjüngten Abschnitts ermöglicht es, dass der zusätzliche Verbindungsverlust zwischen den zwei Kernbreiten erheblich von 0,5 dB auf weniger als 0,1 dB verringert wird.
8 ist eine Draufsicht, welche die Kernbreiten der angeordneten Wellenleiter 704 hervorhebt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Design unter Verwendung eines Wellenleiters 801 mit einer Kernbreite w₁ = 5,5 Mikrometer und eines Wellenleiters 802 mit einer Kernbreite von w₂ = 8,5 Mikrometer hergestellt.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die folgende Gleichung (8) anstatt der Gleichung (7) verwendet. B(w1)·Lk(w1) + B(w2)·Lk(w2) = const. (8)wobei L_k(w₁) und L_k(w₂) die Länge des Abschnitts mit der Kernbreite von 5,5 Mikrometer und diejenige des Abschnitts mit der Kernbreite von 8,5 Mikrometer in dem k-ten angeordneten Wellenleiter sind; und B(w₁) und B(w₂) sind die Doppelbrechungen des Abschnitts mit der Kernbreite von 5,5 Mikrometern und die Doppelbrechung des Abschnitts mit der Kernbreite von 8,5 Mikrometern.
Ferner ist die optische Pfaddifferenz zwischen benachbarten angeordneten Wellenleitern durch den folgenden Ausdruck gegeben. mλ = n(w1)ΔL(w1) + n(w2)ΔL(w2)wobei ΔL(w₁) die Längendifferenz zwischen den 5,5 Mikrometer breiten Wellenleitern 801 der benachbarten angeordneten Wellenleiter ist, und ΔL(w₂) ist die Längendifferenz zwischen den 8,5 Mikrometer breiten Wellenleitern 802 der benachbarten angeordneten Wellenleiter. Von diesem Ausdruck und Gleichung (8), sind ΔL(w₁) und ΔL(w₂) durch die folgenden Gleichungen (9) und (10) gegeben.
In dem 100-GHz-beabstandeten 1 × 16-Kanal AWG, welcher tatsächlich hergestellt wurde, werden sie als ΔL(w₁) = 149 Mikrometer und ΔL(w₂) = –86 Mikrometer bestimmt.
Obwohl die physikalische Längendifferenz zwischen den benachbarten angeordneten Wellenleitern in dem ersten Ausführungsbeispiel nicht festgelegt ist, wird sie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel festgelegt, und zwar als gegeben durch die Gleichungen (9) und (10).
Der AWG des zweiten Ausführungsbeispiels ist im Wesentlichen identisch zu dem AWG des ersten Ausführungsbeispiels, und ihre Transmissionsspektren sind auch fast gleich. 9 zeigt Transmissionsspektren eines tatsächlich hergestellten AWGs des zweiten Ausführungsbeispiels. Verglichen mit den Transmissionsspektren von 6 des konventionellen AWGs, ist es offensichtlich, dass die Polarisationssensitivität eliminiert wurde.
Verglichen mit dem ersten Ausführungsbeispiel verbindet das zweite Ausführungsbeispiel die Wellenleiter mit unterschiedlichen Kernbreiten bei den dazwischen liegenden Positionen der angeordneten Wellenleiter, wodurch zusätzlicher Einfügeverlust von ungefähr 0,1 dB hervorgerufen wird, welcher bei den verbundenen Positionen aufzutreten scheint. Jedoch ist der zusätzliche Verlust klein genug, verglichen mit dem gesamten Einfügeverlust, wodurch kein wesentliches Problem erzeugt wird.
Der AWG des zweiten Ausführungsbeispiels ist dem ersten Ausführungsbeispiel darin überlegen, dass er erlaubt, dass das Design nur 2 Typen von Kernbreiten verwendet, und sein Design wird leichter aufgrund der Konstanten ΔL(w₁) und ΔL(w₂).
Obwohl das zweite Ausführungsbeispiel zwei Typen von den Kernbreiten im Ausbilden der angeordneten Wellenleiter verwendet, ist dies nicht wesentlich. Zum Beispiel können mehr Kernbreiten verwendet werden, um den angeordneten Wellenleiter auszubilden.
(DRITTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
10 zeigt einen polarisationsunabhängigen AWG eines dritten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung. Der polarisationsunabhängige AWG des dritten Ausführungsbeispiels ist fast identisch zu dem polarisationsunabhängigen AWG des zweiten Ausführungsbeispiels. Er unterscheidet sich darin, dass die verjüngten Abschnitte bei den Verbindungen zwischen den Wellenleitern mit unterschiedlichen Breiten derart ausgebildet sind, dass sie schrittweise aus einer Vielzahl von unterschiedlich breiten Wellenleitern bestehen, anstatt sie unter Verwendung von glatten Kurven auszubilden. 11 ist eine vergrößerte Ansicht, welche einen verjüngten Abschnitt zeigt.
Obwohl die Verjüngung mit glatter Kurve, welche in dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird, theoretisch einen geringeren Verlust hat, hat sie ein Problem der Verkomplizierung des Designs, welches mit dem Bilden der Verjüngung auf dem gekrümmten Wellenleiterabschnitt unter Verwendung von glatten Kurven involviert ist. Somit bildet das vorliegende Ausführungsbeispiel als ein praktisches Verfahren des Verhinderns des zusätzli chen Verlusts den verjüngten Abschnitt durch Verbinden der Wellenleiter unter Variation der Breite schrittweise von dem 8,5 Mikrometer breiten Wellenleiter zu den 5,5 Mikrometer breiten Wellenleiter mit einem Schritt von 0,3 Mikrometern.
Eine tatsächlich hergestellte Einrichtung erreichte im Wesentlichen den gleichen Verlust und Transmissionsspektren wie das zweite Ausführungsbeispiel.
(VIERTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
12 zeigt einen polarisationsunabhängigen AWG eines vierten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Prinzip des polarisationsunabhängigen AWGs des vierten Ausführungsbeispiels ist das gleiche wie das des dritten Ausführungsbeispiels. Der Unterschied ist nur der Folgende: Obwohl der polarisationsunabhängige AWG des dritten Ausführungsbeispiels den breiteren Wellenleiter (8,5 Mikrometer breiter Wellenleiter in dem Ausführungsbeispiel) bei der Slab-Seite des angeordneten Wellenleiters und den schmäleren Wellenleiter (5,5 Mikrometer breiter Wellenleiter in dem Ausführungsbeispiel) bei der Mitte des angeordneten Wellenleiters anordnet, ordnet das vorliegende vierte Ausführungsbeispiel im Gegensatz dazu den breiteren Wellenleiter bei der Mitte des angeordneten Wellenleiters und den schmäleren Wellenleiter bei der Slab-Seite des angeordneten Wellenleiters an.
Die Struktur des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann optisches Koppeln zwischen den angeordneten Wellenleitern verringern, wodurch die Ausbeute erhöht wird.
(FÜNFTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
13 zeigt einen polarisationsunabhängigen AWG eines fünften Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung. Der polarisationsunab hängige AWG gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel muß die Gleichungen (7) oder (8) erfüllen. Zum Beispiel, wenn die 2 Typen der Wellenleiter von 5,5 Mikrometer Breite und 8,5 Mikrometer Breite verwendet werden, ist das Verhältnis der Länge L₁ des kürzesten angeordneten Wellenleiters und der Länge L_N des längsten angeordneten Wellenleiters durch die folgende Gleichung (11) von der Doppelbrechung der zwei gegeben. L1:LN = B(w1):B(w2) (11)
Wenn jedoch der Abstand zwischen den Kanalwellenlängen verringert wird, und die Anzahl von Kanälen sich erhöht, muß das Verhältnis zwischen L₁ und L_N größer sein als der Wert, welcher durch Gleichung (11) gegeben wird. Mit anderen Worten begrenzt das Verhältnis zwischen L₁ und L_N, welches durch Gleichung (11) gegeben wird, den Grad von Designfreiheitsgrad des AWGs.
Um das Problem zu lösen sieht das vorliegende Ausführungsbeispiel einen zentralen Abschnitt von jedem angeordneten Wellenleiter mit einem geraden Linienabschnitt vor, um die Begrenzung von Gleichung (11) abzuschwächen. Somit kann das Verhältnis L₁–L₂:L_N–L₂ zwischen den Längen außer für den geraden Linienabschnitt, wobei L_S die Länge des geraden Linienabschnitts ist, frei ausgebildet werden, wobei das Verhältnis L₁:L_N Gleichung (11) durch willkürliches Einstellen von L_S erfüllt.
Wenn zum Beispiel der zentrale Abschnitt des angeordneten Wellenleiters nicht mit dem geraden Linienabschnitt vorgesehen ist, ist das Designlimit 50-GHz-beabstandete 40 Kanäle. Wenn jedoch der zentrale Abschnitt des angeordneten Wellenleiters mit dem geraden Linienabschnitt vorgesehen ist, wird ein großes Schaltkreisdesign wie von 10-GHz-beabstandeten 64 Kanälen möglich.
(SECHSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)
14 zeigt eine Struktur eines asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers mit einem Kanalabstand von 100 GHz (FSR (freier spektraler Bereich) von 200 GHz) als ein sechstes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist eine Anwendung des polarisationsunabhängigen Prinzips des ersten Ausführungsbeispiels auf das asymmetrische Mach-Zehnder-Interferometer.
In 14 bezeichnet das Bezugszeichen 1401 Eingangswellenleiter mit einer Kernbreite von sieben Mikrometern; 1402 bezeichnet einen eingangsseitigen 50-prozentigen direktionalen Koppler (optischen Koppler); 1403 bezeichnet einen Armwellenleiter mit einer Kernbreite von sieben Mikrometern; 1404 bezeichnet einen Armwellenleiter mit einer Kernbreite von sechs Mikrometern; 1405 bezeichnet einen Armwellenleiter mit einer Kernbreite von acht Mikrometern; 1406 bezeichnet einen ausgangsseitigen 50-prozentigen direktionalen Koppler; und 1407 bezeichnet Ausgangswellenleiter mit einer Kernbreite von sieben Mikrometern. Ein verjüngter Abschnitt, welcher seine Breite allmählich verändert, ist zwischen den Wellenleitern mit zwei Kernbreiten eingefügt.
Wie in 14 gezeigt ist, ist die Struktur des asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers des vorliegenden Ausführungsbeispiels durch drei Kernbreiten w₁ = sechs Mikrometer, w₂ = acht Mikrometer und w₀ = sieben Mikrometer für die zwei Armwellenleiter konfiguriert. Insbesondere werden Teile der zwei Armwellenleiter 1403 mit einer Kernbreite von sieben Mikrometern durch den Armwellenleiter 1404 mit einer Kernbreite von sechs Mikrometern und den Armwellenleiter 1405 mit der Kernbreite von acht Mikrometern ersetzt, wodurch die Kernbreiten differenziert werden.
Die Längen L(w₁) und L(w₂) der Kernbreiten w₁ und w₂ sind durch die folgenden Gleichungen (12) und (13) gegeben.
wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist. Weil die Wellenleiter 1403 mit der Kernbreite w₀ in die 2 Armwellenleiter mit der gleichen Länge L(w₀) eingefügt sind, beeinflussen sie nicht das Interferometer. Die Wellenleiter 1403 mit der Kernbreite w₀ sind in der Absicht der Erhöhung des Grads von Designfreiheit des optischen Schaltkreises eingefügt.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist derart ausgebildet, dass L(w₁) = 2,96 Millimeter und L(w₂) = 1,92 Millimeter sind.
15 zeigt Transmissionsspektren eines asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers, welches gemäß dem vorhergehenden Design hergestellt wurde. Für den Zweck des Vergleichs zeigt 16 Transmissionsspektren eines konventionellen asymmetrischen Mach-Zehnder-Interferometers, welches nur Wellenleiter mit einer einzigen Kernbreite von sieben Mikrometern verwendet. Wie von den 15 und 16 klar gesehen wird eliminiert das asymmetrische Mach-Zehnder-Interferometer des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Polarisationsabhängigkeit.
(ANDERE AUSFÜHRUNGSBEISSPIELE)
Die vorhergehenden Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung beschreiben das optische Interferometer unter Verwendung des quarzbasierten Glaswellenleiters auf dem Siliziumsubstrat. Das Prinzip der vorliegenden Erfindung ist sogar auch auf das Wellenleitermaterial wie Polyimid, Silikon, Halbleiter und LiNbO₃ anwendbar. Außerdem ist das Substrat nicht auf Silizium eingeschränkt.
Es ist in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, dass die Abhängigkeit der Doppelbrechung von der Kernbreite aus der spannungsinduzierten Doppelbrechung resultiert. Jedoch auch wenn sie von der strukturellen Doppelbrechung resultiert, kann das vorliegende Ausführungsbeispiel die Polarisationsunabhängigkeit oder Polarisationssensitivität unter Verwendung der vorhergehenden Gleichungen implementieren.
Die vorhergehenden Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung sind im beispielhaft beschrieben, wobei sich die Wellenleiterdoppelbrechung mit der Kernbreite erhöht. Jedoch sogar wenn die Wellenleiterdoppelbrechung sich mit der Kernbreite im Gegensatz dazu verringert, kann die Polarisationssensitivität auch eliminiert werden, wenn die Kernbreiten derart ausgebildet sind, dass sie die vorhergehenden Gleichungen erfüllen.
Die vorhergehenden Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung verwenden den quarzbasierten optischen Wellenleiter auf dem Siliziumsubstrat. Wie bei dem quarzbasierten optischen Wellenleiter auf dem Siliziumsubstrat wird die Doppelbrechung normalerweise negativ. Im Gegensatz dazu, wie bei dem polymeren optischen Wellenleiter, kann die Doppelbrechung entweder positive oder negative Werte annehmen und zwar abhängig von dem Material. Zum Beispiel ergibt ein optischer Wellenleiter aus Polyimid positive Doppelbrechung, und ein optischer Wellenleiter aus Silikon ergibt negative Doppelbrechung. Deshalb ist es nicht einheitlich bestimmt in dem AWG, ob die Kernbreite eines längeren angeordneten Wellenleiters breiter oder schmäler gemacht wird als diejenige eines kürzeren angeordneten Wellenleiters. In jedem Fall ist es jedoch ausreichend, dass die Kernbreiten der angeordneten Wellenleiter derart bestimmt werden, dass sie die vorhergehende Gleichung (6) erfüllen.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, dass die Doppelbrechung von der Wellenleiterkernbreite abhängt, und dass die Polarisationsunabhängigkeit oder Polarisationssensitivität unter Verwendung dieser Tatsache implementiert ist.
Wie oben stehend beschrieben macht es gemäß der vorliegenden Erfindung das einfache Variieren der Wellenleiterbreite möglich, den polarisationsunabhängigen Betrieb durchzuführen, oder im Gegensatz dazu den Polarisationsstrahlteiler zu implementieren.
Ferner kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Halbwellenplatte der ersten konventionellen Technik, welche zum Erreichen der Polarisationsunabhängigkeit des AWGs verwendet wird, entfernt werden, wodurch man dazu in der Lage ist, einen preisgünstigen AWG anzubieten.
Ferner ist es gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nötig, das kompressionsspannungsfreie Glas der zweiten konventionellen Technik zu verwenden. Deshalb kann der optische Schaltkreis durch Verwendung des Glases mit der Kompressionsspannung konstruiert werden. Dies ermöglicht einen Vorteil derart, dass man dazu in der Lage ist, die Zuverlässigkeit der optischen Komponente wie Wetterwiderstandsfähigkeit zu erhöhen.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie oben stehend beschrieben ist das optische Wellenleiterinterferometer gemäß der vorliegenden Erfindung nützlich als der optische Wellenlängen-Multi-/Demultiplexer zum Multiplexieren der optischen Signale einer Vielzahl von Wellenlängen auf einer sendenden Seite des optischen Wellenlängen-Multiplex-Kommunikationssystems, und zum Demultiplexieren einer Vielzahl von optischen Signalen, welche durch eine einzige optische Faser in verschiedene Anschlüsse einer empfangenden Seite des Systems hindurchgehen.

Claims

Optisches Wellenleiterinterferometer aufgebaut aus optischen Wellenleitern auf einem Substrat, wobei das optische Wellenleiterinterferometer Folgendes aufweist: einen optischen Zweigabschnitt, eine Vielzahl von optischen Wellenleitern mit unterschiedlichen Längen und einen optischen Koppelungsabschnitt, und wobei ferner die erwähnte Vielzahl von optischen Wellenleitern Folgendes aufweist: eine jeden optischen Wellenleiter des optischen Wellenleiterinterferometers bildende Kernschicht und eine obere Abdeckschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernbreiten angeordnet in einer Längsrichtung der Vielzahl von optischen Wellenleitern mit unterschiedlichen Längen breiter in den kürzeren optischen Wellenleitern und schmäler in den längeren optischen Wellenleitern sind, und wobei die interne Beanspruchung der erwähnten Kernschicht das Doppelte der oberen Abdeckschicht oder größer ist.
Optisches Wellenleiterinterferometer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das optische Wellenleiterinterferometer angeordnet ist in einem optischen Wellenleitergitter-Wellenlängenmulti/demultiplexer einschließlich eines ersten Slab-Wellenleiters und eines zweiten Slab-Wellenleiters, einer Vielzahl von angeordneten Wellenleitern, die die erwähnten Slab-Wellenleiter verbinden und unterschiedliche Länge bezüglich einander haben, wobei mindestens ein Eingangswellenleiter mit dem ersten Slab-Wellenleiter und mindestens ein Ausgangswellenleiter mit dem zweiten Slab-Wellenleiter verbunden ist und wobei das optische Wellenleiterinterferometer dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kernbreiten gemittelt in einer Längsrichtung der erwähnten Vielzahl von angeordneten Wellenleiter breiter sind in den kürzeren optischen Wellenleitern und schmäler in den längeren optischen Wellenleitern, wobei infolgedessen die longitudinalen Integralwerte der Dop pelbrechung der erwähnten Vielzahl von angeordneten Wellenleitern gleich einander sind unter der erwähnten Vielzahl von angeordneten Wellenleitern.
Optisches Wellenleiterinterferometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vielzahl von angeordneten Wellenleitern jeder eine konstante Kernbreite in den erwähnten Längsrichtungen besitzt mit der Ausnahme der Verbindungsabschnitte mit den ersten und zweiten Slab-Wellenleitern.
Optisches Wellenleiterinterferometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl der angeordneten Wellenleiter jeweils aufgebaut ist aus Wellenleitern mit mindestens zwei Typen von Kernbreiten mit Ausnahme der Verbindungsabschnitte mit den ersten und zweiten Slab-Wellenleitern und wobei ferner ein Verhältnis zwischen den Längen der Wellenleiter mit den mindestens zwei Typen sich voneinander unterschiedlich ist unter der erwähnten Vielzahl von angeordneten Wellenleitern.
Optisches Wellenleiterinterferometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten Wellenleiter mit den mindestens zwei Typen von Kernbreiten durch einen verjüngten Abschnitt individuell verbunden sind, wobei dieser kontinuierlich seine Breite ändert.
Optisches Wellenleiterinterferometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein verjüngter Abschnitt, der die Wellenleiter mit unterschiedlichen Kernbreiten verbindet aus einer Vielzahl von Wellenleitern aufgebaut ist, die unterschiedliche Breiten besitzen und die miteinander in Serie verbunden sind.
Optisches Wellenleiterinterferometer nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl der angeordneten Wellenleiter mit unterschiedlichen Längen von einander jeweils einen geradlinigen Wellenleiter aufweisen und zwar in der Nachbarschaft des erwähnten Mittelabschnitts.
Optisches Wellenleiterinterferometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Wellenleiterinterferometer ein Mach-Zehnder-Interferometer ist und zwar einschließlich von zwei optischen Kopplern und zwei optischen Wellenleitern, die die Koppler verbinden und unterschiedliche Längen aufweisen und wobei das optische Wellenleiterinterferometer dadurch gekennzeichnet ist, dass die zwei optischen Wellenleiter Kernbreiten besitzen, die mindestens zum Teil voneinander unterschiedlich sind.
Optisches Wellenleiterinterferometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Wellenleiterinterferometer aufgebaut ist aus optischen Wellenleitern aus auf Siliziumdioxid basierendem Glas auf einem Siliziumsubstrat.