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公開番号2025145344
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024045463
出願日2024-03-21
発明の名称光検波装置に用いられる光合波器
出願人株式会社豊田中央研究所,株式会社ミライズテクノロジーズ,トヨタ自動車株式会社,株式会社デンソー
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類G02B 6/125 20060101AFI20250926BHJP(光学)
要約【課題】信号光と参照光の位相差を変えた複数の干渉光を出力する光合波器を提供する。
【解決手段】光検波装置に用いられる光合波器は、信号光が入力する第1入力ポートと、信号光と同一波長の参照光が入力する第2入力ポートと、信号光と参照光を合波して複数の干渉光を生成する光合波カプラと、複数の干渉光を出力する複数の出力ポートと、を備えている。複数の出力ポートの各々は、光合波カプラのコア内部において、第1入力ポートとの間の最短距離と、第2入力ポートとの間の最短距離と、の差である光路差を有している。光路差は、複数の出力ポートの間で異なるように構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光検波装置に用いられる光合波器であって、
信号光が入力する第１入力ポートと、
前記信号光と同一波長の参照光が入力する第２入力ポートと、
前記信号光と前記参照光を合波して複数の干渉光を生成する光合波カプラと、
前記複数の干渉光を出力する複数の出力ポートと、を備えており、
前記複数の出力ポートの各々は、前記光合波カプラのコア内部において、前記第１入力ポートとの間の最短距離と、前記第２入力ポートとの間の最短距離と、の差である光路差を有しており、
前記光路差は、前記複数の出力ポートの間で異なるように構成されている、光合波器。
続きを表示（約 470 文字）【請求項２】
前記光合波カプラは、前記第１入力ポートと前記第２入力ポートが接続される入力端面と、前記複数の出力ポートが接続される出力端面と、を有しており、
前記入力端面は、第１半径を有する第１円弧であり、
前記出力端面は、前記第１円弧の円弧中心点を通るとともに前記第１半径よりも小さい第２半径を有する第２円弧である、請求項１に記載の光合波器。
【請求項３】
前記光合波カプラは、前記第１入力ポートと前記第２入力ポートが接続される入力端面と、前記複数の出力ポートが接続される出力端面と、を有しており、
前記入力端面は、第１半径を有する第１円弧であり、
前記出力端面は、前記第１半径を有する第２円弧である、請求項１に記載の光合波器。
【請求項４】
前記複数の出力ポートがＮ本（Ｎは偶数）であり、
前記複数の出力ポートのＮ／２個の組み合わせの各々に含まれる二つの出力ポートから出力される二つの干渉光の位相差がπである、請求項１～３のいずれか一項に記載の光合波器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、光検波装置に用いられる光合波器に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
様々な光学デバイスにおいて、光導波路を伝搬する伝搬光の位相状態を推定する技術が必要とされている。例えば、マッハツェンダ型光変調器では、光導波路を伝搬する伝搬光を２つの光導波路に分岐させ、片側もしくは両側の光導波路を伝搬する伝搬光に異なる位相を与えることで、合波させた光強度の差異から位相状態を推定する。他にも、特許文献１及び特許文献２には、複数の光導波路を有する光フェーズドアレイ（Optical Phased Array：OPA）において、複数の光導波路の各々の製造ばらつき及び位相シフタの特性ばらつき等を校正するために、複数の光導波路の各々を伝搬する伝搬光の位相状態を推定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－０７９４９３号公報
特表２０２３－５０８１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数の光導波路を備えた光学デバイスにおいて、複数の光導波路の各々の位相状態を高精度に推定するためには、光導波路を伝搬する信号光と、位相状態が既知又は変動しない参照光と、の位相差を変えたデータを多く取得するのが望ましい。本明細書は、光検波装置に用いられる光合波器であって、信号光と参照光の位相差を変えた複数の干渉光を生成する光合波器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する光検波装置に用いられる光合波器は、信号光が入力する第１入力ポートと、信号光と同一波長の参照光が入力する第２入力ポートと、信号光と参照光を合波して複数の干渉光を生成する光合波カプラと、複数の干渉光を出力する複数の出力ポートと、を備えていてもよい。複数の出力ポートの各々は、光合波カプラのコア内部において、第１入力ポートとの間の最短距離と、第２入力ポートとの間の最短距離と、の差である光路差を有していてもよい。光路差は、複数の出力ポートの間で異なるように構成されていてもよい。
【０００６】
上記した光合波器は、光路差が調整された光合波カプラを備えている。このため、上記した光合波器は、信号光と参照光を合波することにより信号光と参照光の位相差を変えた複数の干渉光を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
光検波装置の構成を模式的に示す図である。
光検波装置において、測定された複数の干渉信号に正弦曲線をフィッティングした図である。
光合波器の変形例の一例を模式的に示す図である。
光合波器の変形例の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照し、本明細書が開示する光検波装置について説明する。なお、いくつかの図において、繰り返し配置される構成要素については、図示明瞭化を目的としてその一部にのみ符号を付す。本明細書が開示する光検波装置は、特に限定されるものではないが、例えば光フェーズドアレイに搭載され、光フェーズドアレイを構成する複数の光導波路の各々を伝搬する伝搬光を検波するように構成されてもよい。
【０００９】
図１に示すように、光検波装置１は、光合波器１０と、光検出器２０と、推定部３０と、を備えている。
【００１０】
光合波器１０は、第１入力ポート１２と、第２入力ポート１４と、光合波カプラ１６と、複数の出力ポート１８と、を有している。光合波器１０を構成するこれら構成要素は、半導体基板上に積層されたクラッド層（例えば、酸化シリコン層）と、そのクラッド層に被覆されるとともにクラッド層よりも屈折率が大きいコア層（例えば、シリコン層）と、によって構成されている。図１では、半導体基板の主面に対して直交する方向、即ち、半導体基板を平面視したときのコア層の形状を示している。以下、光合波器１０の形状について説明するときは、半導体基板を平面視したときの形状について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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