Abstract

We report on the fabrication of multimode interference (MMI) waveguides that split single-mode light into multimode light in synthesized silica by use of femtosecond laser pulses. The number of modes at the output facet is dependent on both the width and the length of the MMI waveguides. The output spectral responses of the MMI waveguides in the visible region were examined. The fabricated MMI waveguides can be used as compact power splitters with large fan-outs.

© 2005 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. E. C. M. Pennings, R. J. Deri, A. Scherer, R. Bhat, T. R. Hayes, N. C. Andreadakis, M. K. Smit, L. B. Soldano, and R. J. Hawkins, Appl. Phys. Lett. 59, 1926 (1991).
    [CrossRef]
  2. L. B. Soldano and E. C. M. Pennings, J. Lightwave Technol. 13, 615 (1995).
    [CrossRef]
  3. Z. Jin and G.-D. Peng, Opt. Commun. 241, 299 (2004).
    [CrossRef]
  4. K. Miura, J. Qiu, H. Inouye, T. Mitsuyu, and K. Hirao, Appl. Phys. Lett. 71, 3329 (1997).
    [CrossRef]
  5. K. Yamada, W. Watanabe, T. Toma, J. Nishii, and K. Itoh, Opt. Lett. 26, 19 (2001).
    [CrossRef]
  6. C. B. Schaffer, A. Brodeur, J. F. Garcia, and E. Mazur, Opt. Lett. 26, 93 (2001).
    [CrossRef]
  7. M. Will, S. Nolte, B. N. Chichkov, and A. Tunnermann, Appl. Opt. 41, 4360 (2002).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. A. Salinia, N. T. Nguyen, M.-C. Nadeau, S. Petit, S. L. Chin, and R. Vallée, J. Appl. Phys. 93, 3724 (2003).
    [CrossRef]
  9. R. Osellame, S. Taccheo, M. Marangoni, R. Ramponi, P. Laporta, D. Polli, S. De Silvestri, and G. Cerullo, J. Opt. Soc. Am. B 20, 1559 (2003).
    [CrossRef]
  10. D. Homoelle, W. Wielandy, A. L. Gaeta, E. F. Borrelli, and C. Smith, Opt. Lett. 24, 1311 (1999).
    [CrossRef]
  11. M. Streltsov and N. F. Borrelli, Opt. Lett. 26, 42 (2001).
    [CrossRef]
  12. K. Minoshima, A. M. Kowalevicz, I. Hartl, E. P. Ippen, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 26, 1516 (2001).
    [CrossRef]
  13. S. Nolte, M. Will, J. Burghoff, and A. Tuennermann, Appl. Phys. A 77, 109 (2003).
    [CrossRef]
  14. W. Watanabe, T. Asano, K. Yamada, K. Itoh, and J. Nishii, Opt. Lett. 28, 2491 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  15. K. Yamada, W. Watanabe, J. Nishii, and K. Itoh, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 42, 6916 (2003).
    [CrossRef]
  16. K. Yamada, W. Watanabe, Y. Li, K. Itoh, and J. Nishii, Opt. Lett. 29, 1846 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  17. Y. Li, W. Watanabe, T. Tamaki, J. Nishii, and K. Itoh, Jpn. J. Appl. Phys. Part 1 44, 5014 (2005).
    [CrossRef]

2005 (1)

Y. Li, W. Watanabe, T. Tamaki, J. Nishii, and K. Itoh, Jpn. J. Appl. Phys. Part 1 44, 5014 (2005).
[CrossRef]

2004 (2)

2003 (5)

R. Osellame, S. Taccheo, M. Marangoni, R. Ramponi, P. Laporta, D. Polli, S. De Silvestri, and G. Cerullo, J. Opt. Soc. Am. B 20, 1559 (2003).
[CrossRef]

W. Watanabe, T. Asano, K. Yamada, K. Itoh, and J. Nishii, Opt. Lett. 28, 2491 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

A. Salinia, N. T. Nguyen, M.-C. Nadeau, S. Petit, S. L. Chin, and R. Vallée, J. Appl. Phys. 93, 3724 (2003).
[CrossRef]

S. Nolte, M. Will, J. Burghoff, and A. Tuennermann, Appl. Phys. A 77, 109 (2003).
[CrossRef]

K. Yamada, W. Watanabe, J. Nishii, and K. Itoh, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 42, 6916 (2003).
[CrossRef]

2002 (1)

2001 (4)

1999 (1)

1997 (1)

K. Miura, J. Qiu, H. Inouye, T. Mitsuyu, and K. Hirao, Appl. Phys. Lett. 71, 3329 (1997).
[CrossRef]

1995 (1)

L. B. Soldano and E. C. M. Pennings, J. Lightwave Technol. 13, 615 (1995).
[CrossRef]

1991 (1)

E. C. M. Pennings, R. J. Deri, A. Scherer, R. Bhat, T. R. Hayes, N. C. Andreadakis, M. K. Smit, L. B. Soldano, and R. J. Hawkins, Appl. Phys. Lett. 59, 1926 (1991).
[CrossRef]

Andreadakis, N. C.

E. C. M. Pennings, R. J. Deri, A. Scherer, R. Bhat, T. R. Hayes, N. C. Andreadakis, M. K. Smit, L. B. Soldano, and R. J. Hawkins, Appl. Phys. Lett. 59, 1926 (1991).
[CrossRef]

Asano, T.

Bhat, R.

E. C. M. Pennings, R. J. Deri, A. Scherer, R. Bhat, T. R. Hayes, N. C. Andreadakis, M. K. Smit, L. B. Soldano, and R. J. Hawkins, Appl. Phys. Lett. 59, 1926 (1991).
[CrossRef]

Borrelli, E. F.

Borrelli, N. F.

Brodeur, A.

Burghoff, J.

S. Nolte, M. Will, J. Burghoff, and A. Tuennermann, Appl. Phys. A 77, 109 (2003).
[CrossRef]

Cerullo, G.

Chichkov, B. N.

Chin, S. L.

A. Salinia, N. T. Nguyen, M.-C. Nadeau, S. Petit, S. L. Chin, and R. Vallée, J. Appl. Phys. 93, 3724 (2003).
[CrossRef]

De Silvestri, S.

Deri, R. J.

E. C. M. Pennings, R. J. Deri, A. Scherer, R. Bhat, T. R. Hayes, N. C. Andreadakis, M. K. Smit, L. B. Soldano, and R. J. Hawkins, Appl. Phys. Lett. 59, 1926 (1991).
[CrossRef]

Fujimoto, J. G.

Gaeta, A. L.

Garcia, J. F.

Hartl, I.

Hawkins, R. J.

E. C. M. Pennings, R. J. Deri, A. Scherer, R. Bhat, T. R. Hayes, N. C. Andreadakis, M. K. Smit, L. B. Soldano, and R. J. Hawkins, Appl. Phys. Lett. 59, 1926 (1991).
[CrossRef]

Hayes, T. R.

E. C. M. Pennings, R. J. Deri, A. Scherer, R. Bhat, T. R. Hayes, N. C. Andreadakis, M. K. Smit, L. B. Soldano, and R. J. Hawkins, Appl. Phys. Lett. 59, 1926 (1991).
[CrossRef]

Hirao, K.

K. Miura, J. Qiu, H. Inouye, T. Mitsuyu, and K. Hirao, Appl. Phys. Lett. 71, 3329 (1997).
[CrossRef]

Homoelle, D.

Inouye, H.

K. Miura, J. Qiu, H. Inouye, T. Mitsuyu, and K. Hirao, Appl. Phys. Lett. 71, 3329 (1997).
[CrossRef]

Ippen, E. P.

Itoh, K.

Jin, Z.

Z. Jin and G.-D. Peng, Opt. Commun. 241, 299 (2004).
[CrossRef]

Kowalevicz, A. M.

Laporta, P.

Li, Y.

Y. Li, W. Watanabe, T. Tamaki, J. Nishii, and K. Itoh, Jpn. J. Appl. Phys. Part 1 44, 5014 (2005).
[CrossRef]

K. Yamada, W. Watanabe, Y. Li, K. Itoh, and J. Nishii, Opt. Lett. 29, 1846 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Marangoni, M.

Mazur, E.

Minoshima, K.

Mitsuyu, T.

K. Miura, J. Qiu, H. Inouye, T. Mitsuyu, and K. Hirao, Appl. Phys. Lett. 71, 3329 (1997).
[CrossRef]

Miura, K.

K. Miura, J. Qiu, H. Inouye, T. Mitsuyu, and K. Hirao, Appl. Phys. Lett. 71, 3329 (1997).
[CrossRef]

Nadeau, M.-C.

A. Salinia, N. T. Nguyen, M.-C. Nadeau, S. Petit, S. L. Chin, and R. Vallée, J. Appl. Phys. 93, 3724 (2003).
[CrossRef]

Nguyen, N. T.

A. Salinia, N. T. Nguyen, M.-C. Nadeau, S. Petit, S. L. Chin, and R. Vallée, J. Appl. Phys. 93, 3724 (2003).
[CrossRef]

Nishii, J.

Nolte, S.

S. Nolte, M. Will, J. Burghoff, and A. Tuennermann, Appl. Phys. A 77, 109 (2003).
[CrossRef]

M. Will, S. Nolte, B. N. Chichkov, and A. Tunnermann, Appl. Opt. 41, 4360 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Osellame, R.

Peng, G.-D.

Z. Jin and G.-D. Peng, Opt. Commun. 241, 299 (2004).
[CrossRef]

Pennings, E. C. M.

L. B. Soldano and E. C. M. Pennings, J. Lightwave Technol. 13, 615 (1995).
[CrossRef]

E. C. M. Pennings, R. J. Deri, A. Scherer, R. Bhat, T. R. Hayes, N. C. Andreadakis, M. K. Smit, L. B. Soldano, and R. J. Hawkins, Appl. Phys. Lett. 59, 1926 (1991).
[CrossRef]

Petit, S.

A. Salinia, N. T. Nguyen, M.-C. Nadeau, S. Petit, S. L. Chin, and R. Vallée, J. Appl. Phys. 93, 3724 (2003).
[CrossRef]

Polli, D.

Qiu, J.

K. Miura, J. Qiu, H. Inouye, T. Mitsuyu, and K. Hirao, Appl. Phys. Lett. 71, 3329 (1997).
[CrossRef]

Ramponi, R.

Salinia, A.

A. Salinia, N. T. Nguyen, M.-C. Nadeau, S. Petit, S. L. Chin, and R. Vallée, J. Appl. Phys. 93, 3724 (2003).
[CrossRef]

Schaffer, C. B.

Scherer, A.

E. C. M. Pennings, R. J. Deri, A. Scherer, R. Bhat, T. R. Hayes, N. C. Andreadakis, M. K. Smit, L. B. Soldano, and R. J. Hawkins, Appl. Phys. Lett. 59, 1926 (1991).
[CrossRef]

Smit, M. K.

E. C. M. Pennings, R. J. Deri, A. Scherer, R. Bhat, T. R. Hayes, N. C. Andreadakis, M. K. Smit, L. B. Soldano, and R. J. Hawkins, Appl. Phys. Lett. 59, 1926 (1991).
[CrossRef]

Smith, C.

Soldano, L. B.

L. B. Soldano and E. C. M. Pennings, J. Lightwave Technol. 13, 615 (1995).
[CrossRef]

E. C. M. Pennings, R. J. Deri, A. Scherer, R. Bhat, T. R. Hayes, N. C. Andreadakis, M. K. Smit, L. B. Soldano, and R. J. Hawkins, Appl. Phys. Lett. 59, 1926 (1991).
[CrossRef]

Streltsov, M.

Taccheo, S.

Tamaki, T.

Y. Li, W. Watanabe, T. Tamaki, J. Nishii, and K. Itoh, Jpn. J. Appl. Phys. Part 1 44, 5014 (2005).
[CrossRef]

Toma, T.

Tuennermann, A.

S. Nolte, M. Will, J. Burghoff, and A. Tuennermann, Appl. Phys. A 77, 109 (2003).
[CrossRef]

Tunnermann, A.

Vallée, R.

A. Salinia, N. T. Nguyen, M.-C. Nadeau, S. Petit, S. L. Chin, and R. Vallée, J. Appl. Phys. 93, 3724 (2003).
[CrossRef]

Watanabe, W.

Wielandy, W.

Will, M.

S. Nolte, M. Will, J. Burghoff, and A. Tuennermann, Appl. Phys. A 77, 109 (2003).
[CrossRef]

M. Will, S. Nolte, B. N. Chichkov, and A. Tunnermann, Appl. Opt. 41, 4360 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Yamada, K.

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. A (1)

S. Nolte, M. Will, J. Burghoff, and A. Tuennermann, Appl. Phys. A 77, 109 (2003).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (2)

E. C. M. Pennings, R. J. Deri, A. Scherer, R. Bhat, T. R. Hayes, N. C. Andreadakis, M. K. Smit, L. B. Soldano, and R. J. Hawkins, Appl. Phys. Lett. 59, 1926 (1991).
[CrossRef]

K. Miura, J. Qiu, H. Inouye, T. Mitsuyu, and K. Hirao, Appl. Phys. Lett. 71, 3329 (1997).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

A. Salinia, N. T. Nguyen, M.-C. Nadeau, S. Petit, S. L. Chin, and R. Vallée, J. Appl. Phys. 93, 3724 (2003).
[CrossRef]

J. Lightwave Technol. (1)

L. B. Soldano and E. C. M. Pennings, J. Lightwave Technol. 13, 615 (1995).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (1)

Jpn. J. Appl. Phys. Part 1 (1)

Y. Li, W. Watanabe, T. Tamaki, J. Nishii, and K. Itoh, Jpn. J. Appl. Phys. Part 1 44, 5014 (2005).
[CrossRef]

Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 (1)

K. Yamada, W. Watanabe, J. Nishii, and K. Itoh, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 42, 6916 (2003).
[CrossRef]

Opt. Commun. (1)

Z. Jin and G.-D. Peng, Opt. Commun. 241, 299 (2004).
[CrossRef]

Opt. Lett. (7)

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (5)

Fig. 1
Fig. 1

Schematic of a MMI waveguide device in synthesized silica.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Optical image of the fabricated MMI waveguide. (b) Near-field pattern at the MMI waveguide output for various wavelengths, with W = 30 μ m . The central wavelengths of the interference filters are indicated.

Fig. 3
Fig. 3

Simulated intensity evolution and the intensity profile along the waveguide for wavelengths of (a) 500 and (b) 600 nm .

Fig. 4
Fig. 4

Near-field patterns at the output, with width W of (a) 40 μ m and (b) 50 μ m ( L = 870 μ m ) .

Fig. 5
Fig. 5

Near-field patterns of multimode waveguides with length L of 1.23 mm ( W = 30 μ m ) at wavelengths of (a) 500, (b) 550, (c) 600, (d) 650 nm .

Metrics