JPH03123305A - 光導波路 - Google Patents
光導波路Info
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- JPH03123305A JPH03123305A JP2248605A JP24860590A JPH03123305A JP H03123305 A JPH03123305 A JP H03123305A JP 2248605 A JP2248605 A JP 2248605A JP 24860590 A JP24860590 A JP 24860590A JP H03123305 A JPH03123305 A JP H03123305A
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- Japan
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- layer
- waveguide
- mode
- refractive index
- metal layer
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野Ｊ
この発明は１Ｍ電体の導波層を備えた層状又は帯状光導
波路に関する。
波路に関する。
［従来の技術Ｊ
送光するガラスファイバから受信される光線は一般に未
知の偏光を有するので、光通信技術用デバイスは多くの
用途において偏光に無関係とすべきである。
知の偏光を有するので、光通信技術用デバイスは多くの
用途において偏光に無関係とすべきである。
しかしデバイス中を導かれる光の伝播速度は誘電体の導
波層を備えた層状又は帯状光導波路の中では偏光に関係
し、このことは特に波長選択性の光集積デバイスに対し
特に問題となる。これらの導波路の場合には導波層中を
導かれるＴＭモードの偏光がこの層中を導かれるＴＥモ
ードの偏光より大きい伝播速度を有する。ＴＭモード偏
光とＴＥモード偏光とに対する伝播速度のこの差は、導
波層とその周囲との間の屈折率段差の減少Ｋｉ−り低減
することができる。しかしながらそもそも光導波層を得
るためには有限な屈折率段差が必要であり、従って導波
層の有効屈折率の成る種の偏光依存性を避けることがで
きない。
波層を備えた層状又は帯状光導波路の中では偏光に関係
し、このことは特に波長選択性の光集積デバイスに対し
特に問題となる。これらの導波路の場合には導波層中を
導かれるＴＭモードの偏光がこの層中を導かれるＴＥモ
ードの偏光より大きい伝播速度を有する。ＴＭモード偏
光とＴＥモード偏光とに対する伝播速度のこの差は、導
波層とその周囲との間の屈折率段差の減少Ｋｉ−り低減
することができる。しかしながらそもそも光導波層を得
るためには有限な屈折率段差が必要であり、従って導波
層の有効屈折率の成る種の偏光依存性を避けることがで
きない。
［発明が解決しようとする課題］
この発明の課題は、導波層中でのＴＥモード偏光の伝播
速度とＴＭモード偏光の伝播速度との間の差が小さくな
るように、層状又は帯状の光導波路を周囲に対する屈折
率段差を有する導波層により形成するための構造を提供
することにある。
速度とＴＭモード偏光の伝播速度との間の差が小さくな
るように、層状又は帯状の光導波路を周囲に対する屈折
率段差を有する導波層により形成するための構造を提供
することにある。
［課題を解決するための手段］
この課題はこの発明に基づき、金属層を備え、この金属
層が導波層に接近して配置され、それにより導波層中を
伝播可能なＴＥモード及びＴＭモードに偏光された光子
のうち、ＴＭモードに偏光された光子の伝播速度が金属
層により低減され、金属層の厚さはＴＥモード及びＴＭ
モードに偏光された光子が導波層中をなお伝播可能であ
るように薄く選ばれることにより解決される。
層が導波層に接近して配置され、それにより導波層中を
伝播可能なＴＥモード及びＴＭモードに偏光された光子
のうち、ＴＭモードに偏光された光子の伝播速度が金属
層により低減され、金属層の厚さはＴＥモード及びＴＭ
モードに偏光された光子が導波層中をなお伝播可能であ
るように薄く選ばれることにより解決される。
［作用効果］
この発明に基づく導波路は寸法選択が正しい場合に前記
差の消滅さえも可能にし、そして次の知見に基づいてい
る。すなわち誘電体の導波層に接近して金属層を設ける
と、この層中を導かれる電界又は磁界が相互に直交する
円偏光（ＴＥ、ＴＭ）のそれぞれに対して異なる影響を
与えることができ、それによりＴＥモード偏光及びＴＭ
モード偏光が同じ伝播速度を導波層中で有するので、こ
の導波層がＴＥモード偏光に対しＴＭモード偏光に対す
るのと同じ有効屈折率ｎｅｆｆを有する。
差の消滅さえも可能にし、そして次の知見に基づいてい
る。すなわち誘電体の導波層に接近して金属層を設ける
と、この層中を導かれる電界又は磁界が相互に直交する
円偏光（ＴＥ、ＴＭ）のそれぞれに対して異なる影響を
与えることができ、それによりＴＥモード偏光及びＴＭ
モード偏光が同じ伝播速度を導波層中で有するので、こ
の導波層がＴＥモード偏光に対しＴＭモード偏光に対す
るのと同じ有効屈折率ｎｅｆｆを有する。
金属境界面ではＴＭモード偏光に対してだけ存在する表
面プラズモンが伝播することができるので、一つの偏光
方向だけに適切に影響を与えることが金属層により達成
できる。プラズモンの伝播速度は主として金属の層厚、
金属の比誘電率及び周囲の誘電体の比誘電率により与え
られる。適当な材料及び層厚を選ぶと、導波層のＴＭモ
ード偏光された光子と同期して伝播するプラズモンを発
生させることができる。これら両種の粒子の間の相互作
用により誘電体の導波層のＴＭモード光子を減速させる
ことができる。約１０ｎｍの金属層に対してＴＥモード
及びＴＭモード偏光光子はなお伝播可能のままであり、
導かれる波の付随的減衰を５ ｄ Ｂ ／ ｃ ｍの範
囲に抑制することができる。
面プラズモンが伝播することができるので、一つの偏光
方向だけに適切に影響を与えることが金属層により達成
できる。プラズモンの伝播速度は主として金属の層厚、
金属の比誘電率及び周囲の誘電体の比誘電率により与え
られる。適当な材料及び層厚を選ぶと、導波層のＴＭモ
ード偏光された光子と同期して伝播するプラズモンを発
生させることができる。これら両種の粒子の間の相互作
用により誘電体の導波層のＴＭモード光子を減速させる
ことができる。約１０ｎｍの金属層に対してＴＥモード
及びＴＭモード偏光光子はなお伝播可能のままであり、
導かれる波の付随的減衰を５ ｄ Ｂ ／ ｃ ｍの範
囲に抑制することができる。
偏光子の実現のための誘電体導波路上の金属層は既に研
究されている。その際ＴＭモードは金属中のオーム損失
により吸収される（ヤマモト、カミャ、ヤナギの論文ｒ
低屈折率誘電体バッファ層を備えた多層金属クラッドプ
レーナ光導波路中の光導波モードの特性（Ｃｈａｒａｃ
ｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆＯｐｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ
ｄ Ｍｏｄｅｓ ｉｎ Ｍｕｌｔｉｌａ７ｅｒ Ｍｅｔ
ａｌ−Ｃ１ａｄ Ｐｌａｎａｒ ０ｐｔｉｃａｌ Ｇｕ
ｉｄｅｗｉｔｈ Ｌｏｗ−ＩｎｄｅｘＤｉｅｌｅｃｔｒ
ｉｃ Ｂｕｆｆｅｔ Ｌａｙｅｒ ） Ｊアイトリプル
イー ジャーナル（ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａ１） 、量
子電子工学線、第ＱＥ−１１巻（１９７５年）、第７２
９ページ参照）か、又はＴＥモードが金属により誘電体
導波路の遮断周波数以下にもたらされる（ロルケ（Ｋ、
Ｈ，Ｒｏｌｌｋｅ） 、ゾーレル（Ｗ、 ５ｏｈｌｅ
ｒ ）の論文「集積光学系のための遮断偏光子としての
金属クラッド導波路（Ｍｅｔａｌ−Ｃ１ａｄ Ｗａｖｅ
ｇｕｉｄｅ ａｓＣｕｔｏｆｆ−Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ
ｆｏｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ０ｐｔｉｃｓ） Ｊア
イトリプルイー ジャーナル（ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａ
１） 。
究されている。その際ＴＭモードは金属中のオーム損失
により吸収される（ヤマモト、カミャ、ヤナギの論文ｒ
低屈折率誘電体バッファ層を備えた多層金属クラッドプ
レーナ光導波路中の光導波モードの特性（Ｃｈａｒａｃ
ｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆＯｐｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ
ｄ Ｍｏｄｅｓ ｉｎ Ｍｕｌｔｉｌａ７ｅｒ Ｍｅｔ
ａｌ−Ｃ１ａｄ Ｐｌａｎａｒ ０ｐｔｉｃａｌ Ｇｕ
ｉｄｅｗｉｔｈ Ｌｏｗ−ＩｎｄｅｘＤｉｅｌｅｃｔｒ
ｉｃ Ｂｕｆｆｅｔ Ｌａｙｅｒ ） Ｊアイトリプル
イー ジャーナル（ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａ１） 、量
子電子工学線、第ＱＥ−１１巻（１９７５年）、第７２
９ページ参照）か、又はＴＥモードが金属により誘電体
導波路の遮断周波数以下にもたらされる（ロルケ（Ｋ、
Ｈ，Ｒｏｌｌｋｅ） 、ゾーレル（Ｗ、 ５ｏｈｌｅ
ｒ ）の論文「集積光学系のための遮断偏光子としての
金属クラッド導波路（Ｍｅｔａｌ−Ｃ１ａｄ Ｗａｖｅ
ｇｕｉｄｅ ａｓＣｕｔｏｆｆ−Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ
ｆｏｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ０ｐｔｉｃｓ） Ｊア
イトリプルイー ジャーナル（ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａ
１） 。
量子電子工学線、第ＱＥ−１３巻（１９７７年）、第１
４１ページ参照）、他方ではプラズモンは金属被覆され
た格子で観察され（コヮン（Ｊ。
４１ページ参照）、他方ではプラズモンは金属被覆され
た格子で観察され（コヮン（Ｊ。
Ｊ、 Ｃｏｖａｎ） 、アラカワ（Ｅ、 Ｔ、 Ａｒａ
ｋａｗａ ） （７）論文「凹状の格子上の金属及び誘
電体多重層における表面プラズモンの分散（Ｄｉｓｐｅ
ｒｓｉｏｎ ｏｆ ＳｕｒｆａｃｅＰｌａＳｍｏｎｓ
ｉｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｍｅｔａｌ ａｎｄ
ＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃＬａ１ｅｒｓ ｏｎ Ｃｏｎ
ｃａｖｅ Ｇｒａｔｉｎｇｓ） Ｊフィジックスステー
ト ソリッド（ｐｈｙｓ、 ５ｔａｔ、 ｓｏｌ、）
、第（ａ）１巻（１９７０年）、第６９５ページ参照）
、また光の金属層へのプリズム結合の際に観察される（
オッ） −（Ａ、 ０ｔｔｏ ）の論文「漏れ反射法に
よる鋼中の非放射性表面プラズマ波の励起（Ｅｘｃｉｔ
ａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｏｎｒａｄｉａｔｉｖａ
５ｕｒｆａｃｅ ＰｌａｓｍａＷａｖｅｓ ｉｎ ５
ｉｌｖｅｒ ｂｙ ｔｈｅ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｆｒ
ｕｓｔｒａｔｅｄＲｓＮｅｃｔｉｏｎ） Ｊツァイトシ
ュリフト フユアフィジーク（ＺｅｉｔｇｃｈｒｉＮ
Ｌ Ｐｈｙｓｉｋ ） 、第２１６巻（１９６８年）、
第３９８ページ参照）。
ｋａｗａ ） （７）論文「凹状の格子上の金属及び誘
電体多重層における表面プラズモンの分散（Ｄｉｓｐｅ
ｒｓｉｏｎ ｏｆ ＳｕｒｆａｃｅＰｌａＳｍｏｎｓ
ｉｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｍｅｔａｌ ａｎｄ
ＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃＬａ１ｅｒｓ ｏｎ Ｃｏｎ
ｃａｖｅ Ｇｒａｔｉｎｇｓ） Ｊフィジックスステー
ト ソリッド（ｐｈｙｓ、 ５ｔａｔ、 ｓｏｌ、）
、第（ａ）１巻（１９７０年）、第６９５ページ参照）
、また光の金属層へのプリズム結合の際に観察される（
オッ） −（Ａ、 ０ｔｔｏ ）の論文「漏れ反射法に
よる鋼中の非放射性表面プラズマ波の励起（Ｅｘｃｉｔ
ａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｏｎｒａｄｉａｔｉｖａ
５ｕｒｆａｃｅ ＰｌａｓｍａＷａｖｅｓ ｉｎ ５
ｉｌｖｅｒ ｂｙ ｔｈｅ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｆｒ
ｕｓｔｒａｔｅｄＲｓＮｅｃｔｉｏｎ） Ｊツァイトシ
ュリフト フユアフィジーク（ＺｅｉｔｇｃｈｒｉＮ
Ｌ Ｐｈｙｓｉｋ ） 、第２１６巻（１９６８年）、
第３９８ページ参照）。
更に注記すれば、減衰性を有する媒質中の光の伝播は実
数部と虚数部とを有する複素屈折率により記述される０
弱減衰性の誘電性媒質の場合には実数部が虚数部より優
勢である。虚数部は減衰の無い誘電性媒質の場合にはゼ
ロに等しいので、この種の媒質の屈折率は実数部だけに
より表現することができる０弱減衰性の金属の場合には
虚数部が実数部より優勢である。実数部は減衰の無い金
属の場合にはゼロに等しいので、この種の金属の屈折率
は虚数部だけにより表現することがでさる。
数部と虚数部とを有する複素屈折率により記述される０
弱減衰性の誘電性媒質の場合には実数部が虚数部より優
勢である。虚数部は減衰の無い誘電性媒質の場合にはゼ
ロに等しいので、この種の媒質の屈折率は実数部だけに
より表現することができる０弱減衰性の金属の場合には
虚数部が実数部より優勢である。実数部は減衰の無い金
属の場合にはゼロに等しいので、この種の金属の屈折率
は虚数部だけにより表現することがでさる。
複素屈折率ｎｌの虚数部ｎｔ１を有する金属と複素屈折
率ｎｋの実数部ｎｌｋを有する誘電性媒質との間の各境
界面では、有効屈折率ｎｋｌ＝（ｎｌ ｋ−２＋ ｎｌ
、−２） −１７２を有する表面プラズモンだけをこ
れらの境界面に沿って導くことができる。この表面プラ
ズモンは誘電体導波路のＴＭモード偏光された光子と同
じ偏光を有する０表面プラズモンが伝播できるためには
、金属の複素屈折率の虚数部の値が隣接する誘電性媒質
の複素屈折率の実数部より大きくなければならない０表
面プラズモンは例えば銀とガラスとの間の境界層で観察
されている（前記アイトリプルイー、第ＱＥ−１１巻及
びツァイトシュリフトフユア ７４シーク（Ｚｅｉｔｓ
ｃｂｒｉｆｔ ｆ、 Ｐｈｙｓｙｋ）、第２１６巻（１
９６８年）、第３９８ページ参照）、銀及びＩｎＰの間
の境界層に対しては。
率ｎｋの実数部ｎｌｋを有する誘電性媒質との間の各境
界面では、有効屈折率ｎｋｌ＝（ｎｌ ｋ−２＋ ｎｌ
、−２） −１７２を有する表面プラズモンだけをこ
れらの境界面に沿って導くことができる。この表面プラ
ズモンは誘電体導波路のＴＭモード偏光された光子と同
じ偏光を有する０表面プラズモンが伝播できるためには
、金属の複素屈折率の虚数部の値が隣接する誘電性媒質
の複素屈折率の実数部より大きくなければならない０表
面プラズモンは例えば銀とガラスとの間の境界層で観察
されている（前記アイトリプルイー、第ＱＥ−１１巻及
びツァイトシュリフトフユア ７４シーク（Ｚｅｉｔｓ
ｃｂｒｉｆｔ ｆ、 Ｐｈｙｓｙｋ）、第２１６巻（１
９６８年）、第３９８ページ参照）、銀及びＩｎＰの間
の境界層に対しては。
１．５μｍの光波長の場合にプラズモンに対して例えば
３．３８７の有効屈折率が生じる。
３．３８７の有効屈折率が生じる。
二つの誘電性媒質間に埋め込まれた誘電体導波層に対し
ては、これらの媒質の材料の複素屈折率の実数部がそれ
ぞれ導波層の材料の複素屈折率の実数部より小さいとき
に、この層中を導かれるＴＥモード偏光波に対してこの
層中を導かれるＴＭモード偏光波に対するより一層大き
い有効。
ては、これらの媒質の材料の複素屈折率の実数部がそれ
ぞれ導波層の材料の複素屈折率の実数部より小さいとき
に、この層中を導かれるＴＥモード偏光波に対してこの
層中を導かれるＴＭモード偏光波に対するより一層大き
い有効。
屈折率が生じる０例えばＩｎＰ中に埋め込まれ１．０５
ｐｍのギャップ波長を有するＩｎＧａＡｓＰから成る導
波層では、ＴＥモード偏光波に対する有効屈折率とＴＭ
モード偏光波に対する有効屈折率とに関して約０．００
１の差が生じる。
ｐｍのギャップ波長を有するＩｎＧａＡｓＰから成る導
波層では、ＴＥモード偏光波に対する有効屈折率とＴＭ
モード偏光波に対する有効屈折率とに関して約０．００
１の差が生じる。
誘電体導波層中を導かれるＴＭモード偏光波の光子に適
切に表面プラズモンにより影−を与えることができるた
めに、厳密に言えばＴＭモード偏光波に対するこの導波
層の有効屈折率に関して。
切に表面プラズモンにより影−を与えることができるた
めに、厳密に言えばＴＭモード偏光波に対するこの導波
層の有効屈折率に関して。
この有効屈折率が金属層とこの金属層に隣接する誘電性
媒質との間の境界面での表面プラズモンに対する両方の
有効屈折率のうちの小さい方より小さく選ばれるか、又
は表面プラズモンに対する両方の有効屈折率のうちの大
きい方より大きく選ばれるということが成立しなければ
ならない。
媒質との間の境界面での表面プラズモンに対する両方の
有効屈折率のうちの小さい方より小さく選ばれるか、又
は表面プラズモンに対する両方の有効屈折率のうちの大
きい方より大きく選ばれるということが成立しなければ
ならない。
すべての前記の要求は一般に知られた虚の分散式から導
出できる（ポルキー（Ｊ、Ｎ、 Ｐｏ１ｋｙ ） 。
出できる（ポルキー（Ｊ、Ｎ、 Ｐｏ１ｋｙ ） 。
ミッチェル（Ｇ、 Ｌ、旧ｔｃｈｅｌ ）の論文「集積
光学系のための金属クラッドプレーナ誘電体導波路（Ｍ
ｅｔａｌ、−Ｃ１ａｄ Ｐｌａｎａｒ Ｄｉｅｌｅｃｔ
ｒｉｃ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｆｏｒＩｎｔｅｇｒａｔ
ｅｄ Ｏｐｔｉｃｇ ） Ｊジャーナル オプ オプチ
カル ソサイエティ オブ アメリカ（Ｊ。
光学系のための金属クラッドプレーナ誘電体導波路（Ｍ
ｅｔａｌ、−Ｃ１ａｄ Ｐｌａｎａｒ Ｄｉｅｌｅｃｔ
ｒｉｃ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｆｏｒＩｎｔｅｇｒａｔ
ｅｄ Ｏｐｔｉｃｇ ） Ｊジャーナル オプ オプチ
カル ソサイエティ オブ アメリカ（Ｊ。
Ｏｐｔ、 Ｓｏｃ、 Ａｍ） 、第６４巻（１９７４年
）、第２７４ページ参照）。
）、第２７４ページ参照）。
導波層中を導かれる光子に表面プラズモンにより影響を
与えるためには１両方の粒子の種類が同じ伝播速度すな
わち有効屈折率を有しなければならない。
与えるためには１両方の粒子の種類が同じ伝播速度すな
わち有効屈折率を有しなければならない。
光が偏光に無関係な伝播速度で層状又は帯状導波路の導
波層中を伝播できるためには、減衰性材料の場合に少な
くとも四つの異なる複素屈折率ｎ１・ ｎ２・ ｎ３
、ｎｌが存在しなければならず、これらの屈折率のうち
の一つは金属の屈折率でなければならない、導波層中の
光の伝播速度が偏光に無関係であるために十分な条件は
金属層の層厚ｔ３の選択にあり、この層厚はほぼ次式に
等しく選ぶべきである。
波層中を伝播できるためには、減衰性材料の場合に少な
くとも四つの異なる複素屈折率ｎ１・ ｎ２・ ｎ３
、ｎｌが存在しなければならず、これらの屈折率のうち
の一つは金属の屈折率でなければならない、導波層中の
光の伝播速度が偏光に無関係であるために十分な条件は
金属層の層厚ｔ３の選択にあり、この層厚はほぼ次式に
等しく選ぶべきである。
ここで
Ｕ４ ＝２’ｒｃ／入（Ｈ２３−ｎ２．（ＯＩ／２ｊ
＝１．２，３．４ 人は導波層中を導かれる波長、 ｉは虚数単位である。
＝１．２，３．４ 人は導波層中を導かれる波長、 ｉは虚数単位である。
この発明に基づく導波路の望ましくかつ有利な構成は請
求項２以下に記載されている。
求項２以下に記載されている。
［実施例］
次にこの発明に基づく光導波路の一実施例を示す図面に
より、この発明の詳細な説明する。
より、この発明の詳細な説明する。
図に示す導波路は主としてＩｎＰから成る基板１と、こ
の基板上に被覆されＩｎＧａＡｓＰから成る導波層２と
、導波層２上に配置され銀から成る金属層３と、金属層
３上に被覆されＩｎＰから成るカバーＷ：４とから成る
。それぞれ１．５ｐｍの光波長の場合に、ＩｎＰの複素
屈折率の実数部は３．１７であり、ＩｎＧａＡｓＰのそ
れは３．２５である。銀の複素屈折率は０．４５＋１９
である（前記アイトリプルイー、第ＱＥ−１３巻参照）
、従って銀は僅かな付随的減衰しか有しない、銀が選ば
れるのでカバー層４の材料の複素屈折率の実数部は約３
でなければならない。
の基板上に被覆されＩｎＧａＡｓＰから成る導波層２と
、導波層２上に配置され銀から成る金属層３と、金属層
３上に被覆されＩｎＰから成るカバーＷ：４とから成る
。それぞれ１．５ｐｍの光波長の場合に、ＩｎＰの複素
屈折率の実数部は３．１７であり、ＩｎＧａＡｓＰのそ
れは３．２５である。銀の複素屈折率は０．４５＋１９
である（前記アイトリプルイー、第ＱＥ−１３巻参照）
、従って銀は僅かな付随的減衰しか有しない、銀が選ば
れるのでカバー層４の材料の複素屈折率の実数部は約３
でなければならない。
ＩｎＰはこの要求を満たす、Ｓｉもカバー層４に対して
用いることができる。なぜならばＳｉの複素屈折率の実
数部は３．４７だからである。その際このカバー層４は
薄くなければならず１例えば約２００ｎｍの層厚を有し
なければならない。
用いることができる。なぜならばＳｉの複素屈折率の実
数部は３．４７だからである。その際このカバー層４は
薄くなければならず１例えば約２００ｎｍの層厚を有し
なければならない。
Ｓｉから成るカバー層４はスパー２タリングで被覆する
ことができるが、誘電体導波路を形成するためには薄す
ぎ、ＩｎＰから成るカバー層と同様ｎｅｒｒ＝３．２２
によりプラズモンへ作用する。
ことができるが、誘電体導波路を形成するためには薄す
ぎ、ＩｎＰから成るカバー層と同様ｎｅｒｒ＝３．２２
によりプラズモンへ作用する。
金属層中のプラズモンの減衰のために生じる誘電体導波
路中の損失を小さく保つために、補助的にＩｎＰから成
るバッファ層５が導波層２と金属層３との間に配置され
、それにより導波層２中を導かれる光の僅かな部分だけ
が金属中で減衰させられる。導波層２に対しｌｐｍの厚
さｔ２を選ぶならば、バッファ層５の厚さｔ５と金属層
３の厚さＥ３とをＴＥモード及びＴＭモードの有効屈折
率が同じとなるように変更することができる。
路中の損失を小さく保つために、補助的にＩｎＰから成
るバッファ層５が導波層２と金属層３との間に配置され
、それにより導波層２中を導かれる光の僅かな部分だけ
が金属中で減衰させられる。導波層２に対しｌｐｍの厚
さｔ２を選ぶならば、バッファ層５の厚さｔ５と金属層
３の厚さＥ３とをＴＥモード及びＴＭモードの有効屈折
率が同じとなるように変更することができる。
具体例ではＩＪＬｍｃ７）導波層２がＩ ｎｏ、ａ９Ｇ
ａ６．ＢＡ Ｓｏ、２４Ｐ０．７６から成る。この材料
の複素屈折率ｎ２の実数部ｎｌ ２は１．５１Ｌｍの光
波長の場合に３．２５である。ＩｎＰから成るバッファ
層５は０．６６ＪＬｍの厚さｔ５を有し、液相エピタキ
シーによりかぶせることができる。薄着によりバッファ
層５上にかぶせられ銀から成る金属層３は０．００８Ｊ
Ｌｍの厚さｔ３を有する。スパッタリングにより金属層
３上にかぶせられたカバー層４はＳｉから成る。
ａ６．ＢＡ Ｓｏ、２４Ｐ０．７６から成る。この材料
の複素屈折率ｎ２の実数部ｎｌ ２は１．５１Ｌｍの光
波長の場合に３．２５である。ＩｎＰから成るバッファ
層５は０．６６ＪＬｍの厚さｔ５を有し、液相エピタキ
シーによりかぶせることができる。薄着によりバッファ
層５上にかぶせられ銀から成る金属層３は０．００８Ｊ
Ｌｍの厚さｔ３を有する。スパッタリングにより金属層
３上にかぶせられたカバー層４はＳｉから成る。
直接この導波路の有効屈折率をブラッグ反射の波長によ
り求めることができるために、補助的にＩｎＰから成る
基板ｌの中に格子間隔０．２４Ｊｉｍのブラッグ格子を
エツチングすることができる。
り求めることができるために、補助的にＩｎＰから成る
基板ｌの中に格子間隔０．２４Ｊｉｍのブラッグ格子を
エツチングすることができる。
従来の導波路からこの発明に基づく導波路への透過は９
９％以上であるので有利である。従って波長選択性要素
に金属層を設けるだけでよい。
９％以上であるので有利である。従って波長選択性要素
に金属層を設けるだけでよい。
図面はこの発明に基づく光導波路の一実施例の断面図で
ある。 １・・・基板 ２・・・導波層 ３・・・金属層 ４・・・誘電性媒質（カバー層） ５・・・バッファ層 ＦｉｌｌＢ）代理人弁理士冨−シ２各
ある。 １・・・基板 ２・・・導波層 ３・・・金属層 ４・・・誘電性媒質（カバー層） ５・・・バッファ層 ＦｉｌｌＢ）代理人弁理士冨−シ２各
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）誘電体の導波層（２）を備えた層状又は帯状光導波
路において、金属層（３）を備え、この金属層が導波層
（２）に接近して配置され、それにより導波層（２）中
を伝播可能なＴＥモード及びＴＭモードに偏光された光
子のうち、ＴＭモードに偏光された光子の伝播速度が金
属層（３）により低減され、金属層の厚さ（ｔ＿３）は
ＴＥモード及びＴＭモードに偏光された光子が導波層（
２）中をなお伝播可能であるように薄く選ばれることを
特徴とする光導波路。 ２）導波層（２）がＩｎＰから成る基板（１）上に設け
られてＩｎＧａＡｓＰから成り、金属層（３）が銀から
成りかつ８±５ｎｍの厚さ（ｔ＿３）を有し、導波層（
２）と反対側の面上で金属層（３）に隣接する誘電性媒
質 （４）が３より大きい実の屈折率を有することを特徴と
する請求項１記載の導波路。 ３）誘電性媒質（４）がＩｎ又はＳｉから成る層である
ことを特徴とする請求項２記載の導波路。 ４）金属層（３）が誘電体のバッファ層（５）により導
波層（２）から隔離されることを特徴とする請求項１な
いし３の一つに記載の導波路。 ５）バッファ層（５）がＩｎＰから成ることを特徴とす
る請求項２ないし４の一つに記載の導波路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3931705 | 1989-09-22 | ||
| DE3931705.6 | 1989-09-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03123305A true JPH03123305A (ja) | 1991-05-27 |
Family
ID=6390009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2248605A Pending JPH03123305A (ja) | 1989-09-22 | 1990-09-17 | 光導波路 |
Country Status (4)
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| JP (1) | JPH03123305A (ja) |
| DE (1) | DE59008580D1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004503892A (ja) * | 2000-06-16 | 2004-02-05 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 熱支援型磁気記録用の記録ヘッド |
| JP2010145399A (ja) * | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Rohm Co Ltd | ショートレンジ表面プラズモンポラリトンと一般誘電体導波路との混合結合構造、ロングレンジ表面プラズモンポラリトンと誘電体導波路との結合構造、およびその応用 |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5206920A (en) * | 1991-02-01 | 1993-04-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Integrated optical arrangement for demultiplexing a plurality of different wavelength channels and the method of manufacture |
| US5151956A (en) * | 1991-12-20 | 1992-09-29 | The United Staes Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Waveguide polarizer using localized surface plasmons |
| SE509264C2 (sv) * | 1992-01-30 | 1998-12-21 | Ericsson Telefon Ab L M | Anordning och förfarande för polarisationsoberoende behandling av en optisk signal i en vågledare |
| JPH0728007A (ja) * | 1993-07-09 | 1995-01-31 | Nec Corp | 導波路型光デバイス |
| US5555288A (en) * | 1994-04-12 | 1996-09-10 | Voicetek Corporation | Voice processing system with a configurable telephone line interface |
| US7429818B2 (en) | 2000-07-31 | 2008-09-30 | Luxim Corporation | Plasma lamp with bulb and lamp chamber |
| US6737809B2 (en) | 2000-07-31 | 2004-05-18 | Luxim Corporation | Plasma lamp with dielectric waveguide |
| US6922021B2 (en) | 2000-07-31 | 2005-07-26 | Luxim Corporation | Microwave energized plasma lamp with solid dielectric waveguide |
| US6594425B2 (en) * | 2000-08-29 | 2003-07-15 | The Charles Stark Draper Laboratory | Microcavity-based optical channel router |
| JP2002072010A (ja) * | 2000-09-05 | 2002-03-12 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 波長選択性を有する光学素子 |
| US7277636B1 (en) | 2001-01-26 | 2007-10-02 | Gazdzinski Robert F | Optical communication apparatus and methods using pulses having modified propagation speeds |
| US7106935B2 (en) * | 2002-01-07 | 2006-09-12 | Seagate Technology Llc | Apparatus for focusing plasmon waves |
| US7444045B2 (en) * | 2003-10-14 | 2008-10-28 | 3M Innovative Properties Company | Hybrid sphere-waveguide resonators |
| US7259855B2 (en) * | 2003-10-14 | 2007-08-21 | 3M Innovative Properties Company | Porous microsphere resonators |
| US7352933B2 (en) * | 2004-05-27 | 2008-04-01 | 3M Innovative Properties Company | Dielectric microcavity sensors |
| US7271379B2 (en) * | 2004-05-27 | 2007-09-18 | 3M Innovative Properties Company | Dielectric microcavity fluorosensors excited with a broadband light source |
| US7257279B2 (en) | 2004-09-20 | 2007-08-14 | 3M Innovative Properties Company | Systems and methods for biosensing and microresonator sensors for same |
| US7532790B2 (en) * | 2006-03-29 | 2009-05-12 | 3M Innovative Properties Company | Method of coupling light into microresonators |
| US7389025B2 (en) * | 2006-03-29 | 2008-06-17 | 3M Innovative Properties Company | Coupling light into microresonators |
| CN101556353B (zh) * | 2008-12-16 | 2012-09-05 | 清华大学 | 短程表面等离子体波与介质导波耦合结构及在传感上的应用 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4695123A (en) * | 1985-08-20 | 1987-09-22 | Litton Systems, Inc. | Cutoff polarizer and method |
| US4886332A (en) * | 1987-10-19 | 1989-12-12 | American Telephone And Telegraph Company | Optical systems with thin film polarization rotators and method for fabricating such rotators |
| JP2736894B2 (ja) * | 1988-05-27 | 1998-04-02 | 株式会社日立製作所 | 光ピックアップ並びにそれを備えた光ディスク装置及びロータリエンコーダ |
-
1990
- 1990-09-09 US US07/585,526 patent/US5077822A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-09-12 DE DE59008580T patent/DE59008580D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-09-12 EP EP90117580A patent/EP0419947B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-09-17 JP JP2248605A patent/JPH03123305A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004503892A (ja) * | 2000-06-16 | 2004-02-05 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 熱支援型磁気記録用の記録ヘッド |
| JP2010145399A (ja) * | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Rohm Co Ltd | ショートレンジ表面プラズモンポラリトンと一般誘電体導波路との混合結合構造、ロングレンジ表面プラズモンポラリトンと誘電体導波路との結合構造、およびその応用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0419947B1 (de) | 1995-03-01 |
| DE59008580D1 (de) | 1995-04-06 |
| EP0419947A2 (de) | 1991-04-03 |
| EP0419947A3 (en) | 1992-02-26 |
| US5077822A (en) | 1991-12-31 |
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