[发明专利]基板型光波导元件、波长色散补偿元件、光滤波器、光谐振器、及它们的设计方法

权利要求书

1.一种基板型光波导元件，其特征在于，

光波导具有芯；和在该芯的宽度方向的中央沿着光的波导方向配置，并且折射率比上述芯低的间隙部；

上述芯具有被上述间隙部分离的两个区域，构成了跨越这两个区域传播单一模式的单模光波导。

2.根据权利要求1所述的基板型光波导元件，其特征在于，

当观察与上述光的波导方向正交的截面时，第一布拉格光栅图样及第二布拉格光栅图样分别形成在沿着光的波导方向并列的区域，

上述第一布拉格光栅图样是沿着上述光的波导方向形成在上述光波导的上述芯的两外侧壁上的凹凸，

上述第二布拉格光栅图样是在沿着上述光的波导方向在上述芯的宽度方向中央、且是在该芯的上部形成的槽的两内侧壁形成的凹凸；

在沿着上述光的波导方向观察的情况下，上述第一布拉格光栅图样中的芯宽度宽的部分与上述第二布拉格光栅图样中的槽宽度窄的部分对应，而且，上述第一布拉格光栅图样中的芯宽度窄的部分与上述第二布拉格光栅图样中的槽宽度宽的部分对应。

3.根据权利要求1或2所述的基板型光波导元件，其特征在于，

上述第一布拉格光栅图样及上述第二布拉格光栅图样包含多个布拉格光栅的振幅的包络线斜率的符号反转的孤立的单一坐标点。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的基板型光波导元件，其特征在于，

在上述光波导中具有布拉格光栅图样，

该布拉格光栅图样只取局部周期为3种以上的离散值，

这些离散值在上述光波导的全长上分别存在于多处，在将所有这些离散值中的分布频度最高的值设为M，将比该M大的值而且最接近该M的值设为A，将比上述M小的值而且最接近该M的值设为B的情况下，A-M所表示的差与M-B所表示的差相等。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的基板型光波导元件，其特征在于，

上述光波导的芯具备：具有构成肋构造的凸部的内侧芯；和被设置在该内侧芯上，覆盖上述凸部的周面的外侧芯，

上述外侧芯的折射率比上述内侧芯的平均折射率低。

6.一种波长色散补偿元件，其在光波导中具有布拉格光栅图样，对于多个波长信道，信号光从入射到上述光波导到反射为止，在上述光波导中传播的距离根据波长而不同，由此来补偿上述光波导中的波长色散及色散斜率，其特征在于，

由权利要求1～5中任意一项所述的基板型光波导元件构成。

7.一种波长色散补偿元件的设计方法，该波长色散补偿元件是权利要求6所述的波长色散补偿元件，其特征在于，

上述波长色散补偿元件具有下述的光波导，即：在观察与光的波导方向正交的截面时，第一布拉格光栅图样及第二布拉格光栅图样形成在沿着光的波导方向并列的区域，

该设计方法包括：

光波导截面构造设计工序，通过使成为上述第一及第二布拉格光栅图样的两个区域在与上述光的波导方向正交的截面中的尺寸改变，使上述光波导对在上述光波导中被波导的相互独立的两个偏光的实效折射率同等化，并求出针对两个偏光的共通的实效折射率，来求出上述两个区域的尺寸与上述共通的实效折射率的关系；

布拉格光栅图样设计工序，在作为参数而指定波长色散、色散斜率和反射率这3个参数，并计算出规定的复数反射率频谱后，根据上述复数反射率频谱和所希望的光波导的长度，获得上述光波导的沿着上述光的波导方向的实效折射率的形状分布；和

波长色散补偿元件设计工序，通过根据在上述光波导截面构造设计工序中求出的上述两个区域的尺寸与上述共通的实效折射率的关系，将在上述布拉格光栅图样设计工序中获得的上述实效折射率的形状分布，转换成上述两个区域的尺寸的形状分布，来获得由上述两个区域的尺寸的变化构成的上述第一布拉格光栅图样及上述第二布拉格光栅图样。

8.根据权利要求7所述的波长色散补偿元件的设计方法，其特征在于，

在上述布拉格光栅图样设计工序中还包括粗视化工序，用于将坐标轴的离散化的分辨率取为与反射带的宽度的半值对应的间距变化量以上，

通过该粗视化工序，构成包含多个布拉格光栅的振幅的包络线斜率的符号反转的孤立的单一坐标点的光波导。

9.一种光滤波器，其特征在于，由权利要求1～5中任意一项所述的基板型光波导元件构成。