GRATING STRUCTURE, AND MANUFACTURING METHOD OF GRATING COUPLER PROVIDED THEREWITH

• Main Authors: TOKUSHIMA, Masatoshi, USHIDA, Jun
• Format: Patent
• Language: English; French; Japanese
• Published: 27.10.2016
• Subjects: OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS; OPTICS; PHYSICS

A grating structure for a grating coupler is provided which has a high efficiency resulting from the operating principle, is easily manufactured, and simultaneously has little reflection loss. This grating structure is provided with a core layer having periodic recesses and protrusions formed on the upper surface, a first upper cladding layer in contact with the upper surface of the core layer, a second upper cladding layer in contact with the upper surface of the first upper cladding layer, and a first lower cladding layer in contact with the lower surface of the core layer. The recessed portions of said recesses and protrusions are filled with the same material as the first upper cladding layer. The refractive index of the material forming the core layer is greater than the refractive index of the materials forming the first upper cladding layer, the second upper cladding layer and the first lower cladding layer. The refractive index of the material of the first upper cladding layer is greater than the refractive index of the material of the second upper cladding layer. The thickness from the upper surface of the protruding portions of the recesses and protrusions to the upper surface of the first upper cladding layer is within the range obtained by subtracting 1/2 of the depth of the recesses and protrusions from ((2m1-1)/4±1/8) times (m1 being a positive integer) the wavelength, in the material forming the first upper cladding layer, of light inputted and outputted by the grating coupler. L'invention concerne une structure de réseau pour un coupleur à réseau. Le principe de fonctionnement de cette structure la rend très efficace, elle est simple à fabriquer, et son affaiblissement de réflexion est faible. La structure de réseau selon l'invention comprend une couche centrale comportant des évidements et des saillies périodiques formés sur la face supérieure, une première couche de gainage supérieure en contact avec la face supérieure de la couche centrale, une seconde couche de gainage supérieure en contact avec la face supérieure de la première couche de gainage supérieure, et une première couche de gainage inférieure en contact avec la face inférieure de la couche centrale. Les parties en retrait desdits évidements et saillies sont remplies avec le même matériau que la première couche de gainage supérieure. L'indice de réfraction du matériau formant la couche centrale est supérieur à l'indice de réfraction des matériaux formant la première couche de gainage supérieure, la seconde couche de gainage supérieure et la première couche de gainage inférieure. L'indice de réfraction du matériau de la première couche de gainage supérieure est supérieur à l'indice de réfraction du matériau de la seconde couche de gainage supérieure. L'épaisseur de la face supérieure des parties en saillie des évidements et saillies sur la face supérieure de la première couche de gainage supérieure est comprise dans la plage obtenue en soustrayant la moitié de la profondeur des évidements et des saillies de ((2m1-1)/4±1/8) fois (m1 étant un entier positif) la longueur d'onde, dans le matériau formant la première couche de gainage supérieure, de la lumière entrée et sortie par le coupleur à réseau. 動作原理的に高効率であって、製造が容易であり、同時に反射損失の発生が少ない、グレーティングカプラ用のグレーティング構造を提供する。　グレーティングの構造は、周期的な凹凸が形成された上面を有するコア層と、コア層の上面に接する第１の上部クラッド層と、第１の上部クラッド層の上面に接する第２の上部クラッド層と、コア層の下面に接する第１の下部クラッド層とを備える。凹凸の凹部は第１の上部クラッド層と同じ材料で満たされる。コア層を成す材料の屈折率は、第１の上部クラッド層、第２の上部クラッド層及び第１の下部クラッド層のうちのいずれの層の材料の屈折率よりも大きい。第１の上部クラッド層の材料の屈折率は第２の上部クラッド層の材料の屈折率よりも大きい。凹凸の凸部の上面から第１の上部クラッド層の上面までの厚さは、グレーティングカプラが入出力する光の、第１の上部クラッド層を成す材料中での波長の((２ｍ１－１)／４±１／８) 倍（ｍ１は正の整数）から凹凸の深さの１／２倍を引いた長さの範囲内である。