Waveguide bends and devices including waveguide bends

Details Waveguide bends and devices including waveguide bends Waveguide bends and devices including waveguide bends

G - Physics

02

B

G02B 6/12 (2006.01) G02B 6/125 (2006.01)

Patent

CA 2449018

Waveguide bends are specially designed according to a matching condition in order to suppress mode distortion and other undesirable effects. Generally, an optical field in a waveguide bend (58) is describable by first and second bend modes which are in phase at the start of the bend, but which propagate at different velocities through the bend, thereby coming out of phase and into phase with each other in beats. According to the teaching of the invention, the bend (58) is structured having regard to its length and curvature (1, R, .theta.) to ensure that at its end the first and second bend modes are substantially in phase with each other having completed approximately an integer number of beats. By being in phase at the end of the bend, the two modes are able to properly reconstruct the first mode of the straight waveguide and propagate on with a minimum of distortion, whether it be into a straight section, a further curved section of arbitrary curvature, into a free space propagation region or whatever. This approach can be used to suppress mode distortion, transition losses and other negative effects of waveguide bends, without inserting small lateral jumps as proposed in the prior art. A number of device applications are discussed, including couplers, Y-branches and Mach-Zehnder interferometers, all of which include waveguide bends.

L'invention concerne des coudes de guide d'ondes spécialement conçus en fonction d'une condition de correspondance, pour supprimer la distorsion modale et d'autres effets indésirables. Généralement, un champ optique dans un coude de guide d'ondes (58) peut être défini par des premier et second modes de coude, lesquels sont en phase au début du coude, mais se propagent à des vitesses différentes à travers le coude, étant ainsi hors phase puis en phase l'un avec l'autre au niveau des battements. Selon cette invention, le coude (58) possède une structure de longueur et de courbure (1, R, .theta.) qui assure qu'à son extrémité les premier et second modes de coude soient sensiblement en phase l'un avec l'autre, ayant effectué approximativement un nombre entier de battements. Etant en phase à l'extrémité du coude, les deux modes peuvent reconstruire correctement le premier mode du guide d'ondes droit et se propager avec une distorsion minimale, que ce soit dans une section droite, une autre section incurvée possédant une courbure arbitraire, dans une zone de propagation d'espace libre ou autre. Cette approche peut être utilisée pour supprimer la distorsion modale, des pertes de transmission et d'autres effets négatifs des coudes de guide d'ondes, sans introduire de petits changements abrupts latéraux comme proposé dans l'art antérieur. L'invention concerne également un certain nombre d'applications à des dispositifs, notamment des coupleurs, des embranchements en Y et des interféromètres de Mach-Zehnder, tous comprenant des coudes de guide d'ondes.

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