JP3154870B2 - Optical waveguide device - Google Patents

Optical waveguide device

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JP3154870B2
JP3154870B2 JP16718793A JP16718793A JP3154870B2 JP 3154870 B2 JP3154870 B2 JP 3154870B2 JP 16718793 A JP16718793 A JP 16718793A JP 16718793 A JP16718793 A JP 16718793A JP 3154870 B2 JP3154870 B2 JP 3154870B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光導波路装置に関し、
特に光導波路内に光の反射部を形成することにより光干
渉系を構築し、光ヘテロダイン干渉計測等の高精度光波
干渉計測を利用して変位、距離等を測定できる光導波路
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide device,
In particular, the present invention relates to an optical waveguide device capable of constructing an optical interference system by forming a light reflection portion in an optical waveguide and measuring displacement, distance, and the like using high-precision optical wave interference measurement such as optical heterodyne interference measurement.

【0002】[0002]

【従来の技術】光波干渉計測は、可干渉性の高いレーザ
光を利用した非常に高精度な計測法であり、超LSI等
における超精密位置ぎめのための計測法のニーズとあい
まって注目されてきている計測法である。特にヘテロダ
イン干渉法は測定精度が波長の100分の1以上と非常
に高精度であり、将来的に広く用いられていく計測法で
あると考えられる。ヘテロダイン干渉計測についてはた
とえば、小林他、電子通信学会技術研究資料、OQE
87−154(1988)65−71に詳しく記述され
ており、半導体レーザとビームスプリッタ等の光学素子
を用いて高精度の測定を実現している。ところが光学素
子をユニット内に組み込んだ干渉計の場合、ユニットの
材質が環境温度の変化に対応して熱膨張、あるいは収縮
し、それに起因する干渉計内部の光路長の変化により測
定精度が劣化するため、システムの温度制御が必要であ
るという問題がある。
2. Description of the Related Art Light wave interference measurement is a highly accurate measurement method using laser light having high coherence, and is attracting attention together with the need for a measurement method for ultra-precision positioning in a super LSI or the like. It is a measurement method that is coming. In particular, the heterodyne interferometry has a very high measurement accuracy of 1/100 or more of the wavelength, and is considered to be a measurement method that will be widely used in the future. For heterodyne interferometry, see, for example, Kobayashi et al., IEICE technical research materials, OQE
87-154 (1988) 65-71, and realizes highly accurate measurement using a semiconductor laser and an optical element such as a beam splitter. However, in the case of an interferometer in which an optical element is incorporated in the unit, the material of the unit thermally expands or contracts in response to a change in environmental temperature, and the measurement accuracy is degraded due to a change in the optical path length inside the interferometer due to the change. Therefore, there is a problem that the temperature of the system needs to be controlled.

【0003】この問題を解決するための方策の一例とし
て、導波路型の干渉計を利用する方法がある。この方法
を採用する場合には、導波路化により光学系のアライメ
ントが不要になる上、振動に対する安定性も向上するな
ど多大の効果が発揮される。また、導波路を形成するた
めの基板としては、例えばアルミニウム製のユニットの
場合と、シリコン基板上の導波路の場合とでは、材質の
線膨張係数はシリコンの方が1桁程度小さいため環境温
度変化に対する測定精度の安定性向上が実現される。
As an example of a measure for solving this problem, there is a method using a waveguide type interferometer. When this method is employed, alignment is not required for the optical system due to the use of a waveguide, and a great effect is exhibited, such as improvement in stability against vibration. Further, as a substrate for forming a waveguide, for example, in the case of a unit made of aluminum and in the case of a waveguide on a silicon substrate, the linear expansion coefficient of the material of silicon is smaller by about one digit, so that the ambient temperature is lower. The stability of the measurement accuracy with respect to the change is improved.

【0004】図6は、シリコン基板上に導波路が作製さ
れた導波路装置の一例で、対象物までの距離を非接触で
高精度に測定可能なシステムである。この導波路装置で
は、シリコン基板101上にSiO2/Si34/Si
2の3層構造の導波路を形成し、導波路型の光回路を
形成している。半導体レーザ102から出射されたレー
ザ光は、導波路レンズ103で平行光に整形されビーム
スプリッタ104で分波されるが、そのうちの直進する
成分は、そのさきのビームスプリッタ105でさらに分
波される。
FIG. 6 shows an example of a waveguide device having a waveguide formed on a silicon substrate, which is a system capable of measuring a distance to an object in a non-contact manner with high accuracy. In this waveguide device, SiO 2 / Si 3 N 4 / Si is formed on a silicon substrate 101.
A waveguide having a three-layer structure of O 2 is formed to form a waveguide type optical circuit. The laser light emitted from the semiconductor laser 102 is shaped into parallel light by the waveguide lens 103 and split by the beam splitter 104, and the straight component is further split by the beam splitter 105. .

【0005】ビームスプリッタ105を通過して直進し
た成分は、端面ミラー106で反射され、そのうちの一
部はビームスプリッタ105で反射されてグレーティン
グ109に至り、そのうちの一部が基板側に放射され、
直下のシリコン基板101に形成された光検出器112
で検出される。この成分を参照光と呼ぶこととする。他
方、ビームスプリッタ105で分波された光のうち反射
された成分は、端面110に至り対象物に向かって出射
される。対象物より反射されて戻ってきた光は、端面1
10において導波路に再び結合され、ビームスプリッタ
105を通過して直進した成分がグレーディング109
により基板側に放射され、光検出器112において前述
の参照光と合波される。ここで、半導体レーザ102の
注入電流は直流バイアス上に三角波の変調が加えられた
ものを用いているため、その出力光は三角波に同期して
時間的に波長が変調されている。
[0005] The component that has traveled straight through the beam splitter 105 is reflected by an end mirror 106, a part of which is reflected by the beam splitter 105 to reach a grating 109, and a part of the component is radiated to the substrate side.
Photodetector 112 formed on silicon substrate 101 immediately below
Is detected by This component is referred to as reference light. On the other hand, the reflected component of the light split by the beam splitter 105 reaches the end face 110 and is emitted toward the object. The light reflected back from the target object is the end face 1
At 10, the component that is coupled back to the waveguide and passes straight through the beam splitter 105 is graded 109.
, And is multiplexed with the above-described reference light in the photodetector 112. Here, since the injection current of the semiconductor laser 102 is obtained by applying a modulation of a triangular wave on a DC bias, the wavelength of the output light is temporally modulated in synchronization with the triangular wave.

【0006】今、光検出器112で合波される2つの光
のうち一方は導波路内を通過してきているのに対し、他
方は空間を経て対象物に至った後、再び帰還するため、
その行路長の差の分だけ波長、及び位相が異なってい
る。従って、光検出器112では波長の違いに応じてビ
ート信号が検出される。この波長差は行路長の差に対応
しているため、ビート信号の周波数を読むことにより対
象物との距離を決定できる。
Now, one of the two lights multiplexed by the photodetector 112 has passed through the waveguide, while the other has returned to the object after passing through the space and then returned again.
The wavelength and phase differ by the difference in the path length. Therefore, the photodetector 112 detects a beat signal according to the difference in wavelength. Since this wavelength difference corresponds to the difference in path length, the distance to the object can be determined by reading the frequency of the beat signal.

【0007】一方、半導体レーザ102の発振波長は環
境温度により変動するため、この例ではその補正用にも
う一つの干渉系が組み込まれている。この補正用の基準
系は、端面ミラー106と端面ミラー107で構成され
る干渉系であり、それぞれのミラー106、107で反
射された光は、グレーティング108によってシリコン
基板101側に放射され、光検出器111で合波され
る。従って光検出器111では2つの行路の行路長差に
対応するビート信号が検出される。この場合、基準系の
行路長は温度変化に対してほとんど変化しないため、半
導体レーザの発振波長の変化がこの基準系で確認でき、
環境温度の変化による測定誤差を補正することができ
る。
On the other hand, the oscillation wavelength of the semiconductor laser 102 fluctuates depending on the environmental temperature. In this example, another interference system is incorporated for correction. This correction reference system is an interference system composed of an end mirror 106 and an end mirror 107. The light reflected by the respective mirrors 106 and 107 is radiated by the grating 108 to the silicon substrate 101 side, and the light is detected. The signals are multiplexed by the unit 111. Therefore, the photodetector 111 detects a beat signal corresponding to the difference in path length between the two paths. In this case, since the path length of the reference system hardly changes in response to a temperature change, a change in the oscillation wavelength of the semiconductor laser can be confirmed by this reference system.
A measurement error due to a change in the environmental temperature can be corrected.

【0008】なお、シリコン基板101上には、光検出
器111、112の他に、半導体レーザの駆動回路12
0、光検出器の出力信号を増幅する増幅回路121、増
幅回路の出力信号を整形する波形整形回路122、およ
びビート信号の周波数を数える周波数カウンタ123が
通常のICプロセスを利用して形成されている。
On the silicon substrate 101, in addition to the photodetectors 111 and 112, a semiconductor laser drive circuit 12
0, an amplifier circuit 121 for amplifying the output signal of the photodetector, a waveform shaping circuit 122 for shaping the output signal of the amplifier circuit, and a frequency counter 123 for counting the frequency of the beat signal are formed using a normal IC process. I have.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、導波路装置
の干渉系においては、原理的に光反射部を有しており、
有効に光を帰還させることが安定した動作を保証する条
件となる。
By the way, the interference system of the waveguide device has a light reflecting portion in principle.
Effective feedback of light is a condition for ensuring stable operation.

【0010】しかしながら、従来の導波路装置において
は、光を反射させるための端面部に形成したミラーはシ
リコン基板のへき開によって形成しているが、表面の導
波路部を基板の結晶同様に鏡状に、しかも均一にへき開
するのは非常に困難であり、また、RIEやRIBE等
のドライエッチングによって形成しても、ミラーには微
小な凹凸が多数存在するため、この影響は更に大きなも
のとなり、その結果として、上記光反射部の表面状態の
乱れは反射の際の位相の乱れを引き起こし、測定誤差が
生じる原因となっていた。更に、この測定誤差が生じる
ため、歩留りの点で問題があった。
However, in the conventional waveguide device, the mirror formed on the end surface for reflecting light is formed by cleavage of the silicon substrate. However, the waveguide portion on the surface is mirror-shaped like the crystal of the substrate. In addition, it is very difficult to cleave uniformly, and even if it is formed by dry etching such as RIE or RIBE, the mirror has many minute irregularities, so this effect is even greater. As a result, the disorder of the surface state of the light reflecting part causes the phase disorder at the time of reflection, which causes a measurement error. Further, since this measurement error occurs, there is a problem in yield.

【0011】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
のであり、へき開やドライエッチングを用いても十分に
安定な光の帰還を得られ、しかも安定な動作が可能な、
歩留りの良い光導波路装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and it is possible to obtain a sufficiently stable light feedback even by using cleavage or dry etching, and to perform a stable operation.
An object is to provide an optical waveguide device with a good yield.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の光導波路装置
は、一端側から入射した半導体レーザからの光を他端側
の光反射部で反射する第1の導波路と、該第1の導波路
と交差し、該第1の導波路から方向を変えた光を伝搬す
ると共に一方の出射端面より出射させる第2の導波路
と、該第1の導波路と第2の導波路との交差部に設けら
れ、該第1の導波路を伝搬する光の一部の方向を変えて
第2の導波路に導く第1のビームスプリッタと、該第1
の導波路と交差し、該第1の導波路から方向を変えた光
を伝搬すると共に一端が光反射部となっている第3の導
波路と、該第1の導波路と第3の導波路との交差部に設
けられ、該第1の導波路を伝搬する光の一部の方向を変
えて第3の導波路に導く第2のビームスプリッタとを基
板上に備え、該第1の導波路の他端側の光反射部と第3
の導波路の一端側の光反射部とが光干渉系の光反射部と
なっており、該光干渉系の光反射部の少なくとも一方の
近傍の導波路部分を伝搬する光の横方向の電界分布の半
値全幅が、該導波路の主たる領域における光の横方向の
電界分布の半値全幅よりも小さくなるように構成されて
いるので、そのことにより上記目的を達成できる。
According to the present invention, there is provided an optical waveguide device, comprising: a first waveguide for reflecting light from a semiconductor laser incident from one end by a light reflecting portion on the other end; A second waveguide that intersects with the waveguide, propagates light whose direction has been changed from the first waveguide, and emits the light from one of the emission end faces; and an intersection between the first waveguide and the second waveguide. A first beam splitter, which is provided in the first section and changes a direction of a part of light propagating through the first waveguide and guides the light to a second waveguide;
A third waveguide that intersects the first waveguide, propagates light whose direction has been changed from the first waveguide, and has one end serving as a light reflecting portion; and A second beam splitter, which is provided at an intersection with the waveguide and changes the direction of a part of light propagating through the first waveguide and guides the light to a third waveguide, is provided on the substrate; The light reflecting portion on the other end of the waveguide and the third
The light reflection part on one end side of the waveguide is a light reflection part of the light interference system, and the horizontal electric field of light propagating through the waveguide part near at least one of the light reflection parts of the light interference system. Since the full width at half maximum of the distribution is configured to be smaller than the full width at half maximum of the lateral electric field distribution of light in the main region of the waveguide, the above object can be achieved.

【0013】この光導波路装置において、光干渉系の光
反射部は、基板結晶をへき開することにより形成するこ
とができる。
In this optical waveguide device, the light reflecting portion of the light interference system can be formed by cleaving the substrate crystal.

【0014】また、光干渉系の光反射部以外の導波路端
面における法線と、該導波路端面に到達する導波光の進
行方向とのなす角度(θ2)が、l/cos(2θ2)≧
wi(lは導波路端面と該導波路端面から最も近い光回
路との間の距離)を満たし、かつ、該光干渉系の光反射
部の導波路端面における法線と、該導波路端面に到達す
る導波光の進行方向とのなす角度(θ1)が、l/co
s(2θ1)<wiを満たすようにすることが好まし
い。
The angle (θ 2 ) between the normal to the waveguide end face other than the light reflecting portion of the optical interference system and the traveling direction of the guided light reaching the waveguide end face is 1 / cos (2θ 2). ) ≧
wi (1 is the distance between the end face of the waveguide and the optical circuit closest to the end face of the waveguide), and the normal to the end face of the waveguide of the light reflecting portion of the optical interference system and the end face of the waveguide. The angle (θ 1 ) with the traveling direction of the arriving guided light is 1 / co
It is preferable to satisfy s (2θ 1 ) <wi.

【0015】また、光干渉系の光反射部は、エッチング
により形成した導波路端面とすることができる。その導
波路端面はドライエッチングで形成できる。ドライエッ
チングとしては、リアクティブイオンエッチング(RI
E)又はリアクティブイオンビームエッチング(RIB
E)を用いることができる。この場合においても、光干
渉系の光反射部以外の導波路端面における法線と、該導
波路端面に到達する導波光の進行方向とのなす角度(θ
2)が、l/cos(2θ2)≧wiを満たし、かつ、該
光干渉系の光反射部の導波路端面における法線と、該導
波路端面に到達する導波光の進行方向とのなす角度(θ
1)が、l/cos(2θ1)<wiを満たすようにする
ことが好ましい。
Further, the light reflecting portion of the light interference system can be a waveguide end face formed by etching. The end face of the waveguide can be formed by dry etching. Reactive ion etching (RI
E) or reactive ion beam etching (RIB)
E) can be used. Also in this case, the angle (θ) between the normal to the end face of the waveguide other than the light reflecting portion of the optical interference system and the traveling direction of the guided light reaching the end face of the waveguide.
2 ) satisfies 1 / cos (2θ 2 ) ≧ wi, and forms a normal line at a waveguide end face of a light reflection portion of the optical interference system with a traveling direction of guided light reaching the waveguide end face. Angle (θ
1 ) preferably satisfies 1 / cos (2θ 1 ) <wi.

【0016】また、光干渉系の光反射部は、導波路の端
面を除く部位に形成された光素子よりなるようにするこ
とができる。
Further, the light reflecting portion of the optical interference system can be formed of an optical element formed at a portion other than the end face of the waveguide.

【0017】また、干渉系の光反射部にて導波光の光学
径を小さくすべく導波路レンズを設けることができる。
その導波路レンズとしては、ルネブルグレンズ、ステッ
プインデックスレンズ等のモードインデックスレンズ、
若しくはジオデシックレンズ、若しくはフレネルレン
ズ、グレーティングレンズ等の回折形レンズのうちの一
つを使用することができる。
Further, a waveguide lens can be provided to reduce the optical diameter of the guided light at the light reflecting portion of the interference system.
As the waveguide lens, a mode index lens such as a Luneburg lens and a step index lens,
Alternatively, a geodesic lens or one of diffractive lenses such as a Fresnel lens and a grating lens can be used.

【0018】[0018]

【作用】本発明にあっては、光干渉系の光反射部の少な
くとも一方の近傍の導波路部分を伝搬する光の横方向の
電界分布の半値全幅が、光の横方向の電界分布の半値全
幅よりも小さくなるように構成されている。よって、光
干渉系の光反射部における表面状態の乱れの影響を受け
る割合が著しく小さくなる。
According to the present invention, the full width at half maximum of the horizontal electric field distribution of light propagating in the waveguide portion near at least one of the light reflecting portions of the optical interference system is the half value of the horizontal electric field distribution of light. It is configured to be smaller than the full width. Therefore, the ratio of the light reflecting portion of the optical interference system affected by the disturbance of the surface state is significantly reduced.

【0019】[0019]

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】(実施例1)図1は本実施例に係る光導波
路装置の一例である。この光導波路装置は、シリコン基
板101の上に形成された3層構造の導波路170と半
導体レーザ102とを有する。導波路170は、半導体
レーザ102からの光を一端側から入射して他端側の光
反射部である端面ミラー106で反射する第1の導波路
171と、第1の導波路171と交差し、第1の導波路
171から方向を変えた光を伝搬すると共に一方の出射
端面である光出射端面110より出射させる第2の導波
路172と、第1の導波路171と交差し、第1の導波
路171から方向を変えた光を伝搬すると共に一端が光
反射部である端面ミラー107となっている第3の導波
路173とからなっている。この端面ミラー107と第
1の導波路171の他端側の端面ミラー106とが、光
干渉系の光反射部となっている。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows an example of an optical waveguide device according to the present embodiment. This optical waveguide device has a waveguide 170 having a three-layer structure and a semiconductor laser 102 formed on a silicon substrate 101. The waveguide 170 intersects the first waveguide 171 that receives light from the semiconductor laser 102 from one end side and reflects the light from the end face mirror 106 that is a light reflection part on the other end side. A second waveguide 172 that propagates the light whose direction has been changed from the first waveguide 171 and emits the light from the light emission end face 110 that is one of the emission end faces, and intersects the first waveguide 171; And a third waveguide 173 having one end serving as an end face mirror 107 which is a light reflection portion. The end face mirror 107 and the end face mirror 106 on the other end side of the first waveguide 171 constitute a light reflecting portion of an optical interference system.

【0021】上記第1の導波路171と第2の導波路1
72との交差部には、第1の導波路171を伝搬する光
の一部の方向を変えて第2の導波路172に導くビーム
スプリッタ105が設けられ、また、第1の導波路17
1と第3の導波路173との交差部には、第1の導波路
171を伝搬する光の一部の方向を変えて第3の導波路
173に導くビームスプリッタ104が設けられてい
る。
The first waveguide 171 and the second waveguide 1
72, a beam splitter 105 that changes the direction of a part of the light propagating through the first waveguide 171 and guides it to the second waveguide 172 is provided.
At the intersection of the first and third waveguides 173, there is provided a beam splitter 104 that changes the direction of a part of the light propagating through the first waveguide 171 and guides the light to the third waveguide 173.

【0022】かかる3層構造の導波路170は、シリコ
ン基板101側から第1層のSiO2層、第2層のSi3
4層、第3層のSiO2層が形成されてなり、導波路1
70の種々の箇所とシリコン基板101の種々の箇所に
は、光回路部品が設けられている。具体的には、第1の
導波路171においては、ビームスプリッタ104の半
導体レーザ102側に寄った位置に導波路レンズ103
が、ビームスプリッタ104の端面ミラー106側に寄
った位置に導波路レンズ130が設けられている。ま
た、第2の導波路172においては、光出射端面110
とは反対側の端面部分にグレーティング109が形成さ
れ、このグレーティング109の下方のシリコン基板1
01の表層部には光検出器112が形成されている。第
3の導波路173においては、ビームスプリッタ104
の端面ミラー107側に寄った位置には導波路レンズ1
31が設けられ、端面ミラー107とは反対側の端面部
分にグレーティング108が形成され、このグレーティ
ング108の下方のシリコン基板101の表層部には光
検出器111が形成されている。なお、上記導波路レン
ズ103、130、131としては、この例ではステッ
プインデックスレンズを使用した。
The waveguide 170 having such a three-layer structure includes a first SiO 2 layer and a second Si 3 layer from the silicon substrate 101 side.
An N 4 layer and a third SiO 2 layer are formed.
Optical circuit components are provided at various locations 70 and various locations on the silicon substrate 101. Specifically, in the first waveguide 171, the waveguide lens 103 is located at a position closer to the semiconductor laser 102 side of the beam splitter 104.
However, a waveguide lens 130 is provided at a position close to the end face mirror 106 side of the beam splitter 104. In the second waveguide 172, the light emitting end face 110
A grating 109 is formed on the end surface opposite to the side of the silicon substrate 1 below the grating 109.
A photodetector 112 is formed on the surface layer of the photodetector 01. In the third waveguide 173, the beam splitter 104
The waveguide lens 1 is located at a position closer to the end face mirror 107 side.
A grating 108 is formed on an end surface portion opposite to the end surface mirror 107, and a photodetector 111 is formed on a surface layer portion of the silicon substrate 101 below the grating 108. In this example, a step index lens was used as the waveguide lenses 103, 130, and 131.

【0023】また、シリコン基板101の第1の導波路
171と第3の導波路173とで包囲された領域には、
半導体レーザ駆動回路120と信号増幅回路121とが
設けられ、第1の導波路171と第2の導波路172と
で包囲された領域には、信号波形整形回路122と周波
数カウンタ123とが設けられている。
In a region of the silicon substrate 101 surrounded by the first waveguide 171 and the third waveguide 173,
A semiconductor laser drive circuit 120 and a signal amplifier circuit 121 are provided, and a signal waveform shaping circuit 122 and a frequency counter 123 are provided in a region surrounded by the first waveguide 171 and the second waveguide 172. ing.

【0024】次に、このように構成された光導波路装置
の製造工程を説明する。
Next, a description will be given of a manufacturing process of the optical waveguide device thus configured.

【0025】まず、シリコン基板101上に、通常のI
Cプロセスを用いて、半導体レーザ駆動回路120と、
2つの光検出器111および112と、信号増幅回路1
21と、波形整形回路122と、周波数カウンタ123
とを形成した。
First, on a silicon substrate 101, an ordinary I
A semiconductor laser driving circuit 120 using a C process;
Two photodetectors 111 and 112 and a signal amplifying circuit 1
21, a waveform shaping circuit 122, and a frequency counter 123
And formed.

【0026】次に、この状態のシリコン基板101をプ
ラズマCVD装置に導入し、250℃の基板温度で3層
構造の導波路170を形成した。各層の厚みは次のとお
りである。第1層であるSiO2層は1μm、その上の
第2層であるSi34層は0.16μm、第3層である
SiO2層は0.3μm。
Next, the silicon substrate 101 in this state was introduced into a plasma CVD apparatus, and a waveguide 170 having a three-layer structure was formed at a substrate temperature of 250 ° C. The thickness of each layer is as follows. The first SiO 2 layer has a thickness of 1 μm, the second Si 3 N 4 layer has a thickness of 0.16 μm, and the third SiO 2 layer has a thickness of 0.3 μm.

【0027】その後、RIEを用いてビームスプリッタ
104および105と、導波路レンズ103、130、
131と、グレーティング108、109との各光回路
部品を形成し、図のように周囲の不要な部分の導波路を
除去した。ここで、光回路部品の形成方法については、
例えばS.Valette他、IEEE PROCEE
DINGS Vol.131,Pt.H,325,OC
TOBER 1984.に詳しく記述されており、たと
えば導波路レンズ103等やビームスプリッタ104等
は、最表層のSiO2層を所望の形状で除去することに
より形成できる。本実施例ではRIEを用いて光回路部
品を形成したが、光回路部品の形成はRIEに限るもの
ではなく、例えばRIBE等を用いてもよい。
Thereafter, the beam splitters 104 and 105 and the waveguide lenses 103, 130,
The optical circuit components 131 and the gratings 108 and 109 were formed, and unnecessary portions of the surrounding waveguide were removed as shown in the figure. Here, regarding the method of forming the optical circuit component,
For example, Valette and others, IEEE PROCEEE
DINGS Vol. 131, Pt. H, 325, OC
TOBER 1984. For example, the waveguide lens 103 and the like, the beam splitter 104 and the like can be formed by removing the outermost SiO 2 layer in a desired shape. In this embodiment, the optical circuit component is formed using RIE, but the formation of the optical circuit component is not limited to RIE, and for example, RIBE or the like may be used.

【0028】次に、へき開によって、端面ミラー10
6、107と、光出射面110とを形成し、半導体レー
ザ102をろう材を用いて固定した。
Next, the cleavage of the end face mirror 10 is performed.
6, 107 and the light emitting surface 110 were formed, and the semiconductor laser 102 was fixed using a brazing material.

【0029】最後に、半導体レーザ102とその駆動回
路120との間、光検出器111、112と信号増幅回
路121との間等の配線(図示せず)を行った。
Finally, wiring (not shown) was performed between the semiconductor laser 102 and its driving circuit 120, and between the photodetectors 111 and 112 and the signal amplifier 121.

【0030】このようにして作製した光導波路装置にあ
っては、例えば距離測定の実験を行った結果、へき開に
よって形成した端面ミラー106、107の表面の平滑
度は、従来例のものと同等であったにもかかわらず、端
面ミラー106、107に到達した光がミラー表面の不
均一部の影響を受ける割合が小さくなり、良好な光の干
渉が得られる確率が95%と従来の約20%と比較して
4倍以上の向上が見られ、安定して高精度に距離の測定
が可能となった。
In the optical waveguide device manufactured as described above, for example, as a result of an experiment of distance measurement, the smoothness of the surfaces of the end mirrors 106 and 107 formed by cleavage is equal to that of the conventional example. Despite this, the ratio of the light reaching the end mirrors 106 and 107 affected by the non-uniform portions on the mirror surface is reduced, and the probability of obtaining good light interference is 95%, which is about 20% of the conventional value. 4 times or more improvement as compared with the above, distance measurement can be stably and accurately performed.

【0031】この実施例では端面ミラー106、107
の両方の近傍に導波路レンズ130、131を設けた
が、特に光の帰還量を大きくしたい方にのみ形成しても
よい。また、その導波路レンズとしてステップインデッ
クスレンズを採用したが、これは他のモードインデック
スレンズであるルネブルグレンズ、あるいはジオシック
レンズやフレネルレンズ、グレーティングレンズ等の回
折型のレンズを用いてもよく、同様の効果が得られる。
In this embodiment, the end mirrors 106 and 107 are used.
Although the waveguide lenses 130 and 131 are provided in the vicinity of both of them, they may be formed only for those who particularly want to increase the amount of feedback of light. In addition, a step index lens was adopted as the waveguide lens, but this may be another mode index lens such as a Luneburg lens, or a geosick lens, a Fresnel lens, or a diffractive lens such as a grating lens. Similar effects can be obtained.

【0032】(実施例2)図2は、本発明の第2の実施
例を示す光導波路装置の一例であり、図1と同一部分に
は同一番号を附している。この光導波路装置において
は、第1の導波路171における導波路レンズ130の
ビームスプリッタ105とは反対側にエッチドミラー1
40が形成され、また第3の導波路173における導波
路レンズ131のビームスプリッタ104とは反対側に
エッチドミラー141が形成されている。
(Embodiment 2) FIG. 2 is an example of an optical waveguide device showing a second embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In this optical waveguide device, the etched mirror 1 is located on the side of the first waveguide 171 opposite to the beam splitter 105 of the waveguide lens 130.
40, and an etched mirror 141 is formed on the third waveguide 173 on the side of the waveguide lens 131 opposite to the beam splitter 104.

【0033】次に、かかる構成の光導波路装置の製造工
程について説明する。まず、第1の実施例と同様に通常
のICプロセスを用いて、シリコン基板101上に半導
体レーザ駆動回路120と、2つの光検出器111およ
び112と、信号増幅回路121と、波形整形回路12
2と、周波数カウンタ123とを形成し、その後、Si
2/Si34/SiO2の3層構造の導波路170を形
成した。各層の厚みは第1の実施例の場合と同じとし
た。
Next, the manufacturing process of the optical waveguide device having such a configuration will be described. First, a semiconductor laser driving circuit 120, two photodetectors 111 and 112, a signal amplifying circuit 121, and a waveform shaping circuit 12 are formed on a silicon substrate 101 by using an ordinary IC process as in the first embodiment.
2 and a frequency counter 123, and then Si
A waveguide 170 having a three-layer structure of O 2 / Si 3 N 4 / SiO 2 was formed. The thickness of each layer was the same as in the first embodiment.

【0034】その後、RIEを用いてビームスプリッタ
104、105と、導波路レンズとしてのステップイン
デックスレンズ103、130、131と、グレーティ
ング108、109との各回路部品を形成した。
Thereafter, circuit components such as beam splitters 104 and 105, step index lenses 103, 130 and 131 as waveguide lenses, and gratings 108 and 109 were formed by RIE.

【0035】次に、RIEを用いて、導波路170を形
成する3層を突き抜けてシリコン基板101に到達する
まで垂直にエッチングすることにより、エッチドミラー
140、141を形成した。ここで、エッチドミラー1
40、141は、ステップインデックスレンズ130、
131の焦点がエッチドミラー140、141のミラー
面上に結ぶように形成した。
Next, the etched mirrors 140 and 141 were formed by RIE using vertical etching until reaching the silicon substrate 101 through the three layers forming the waveguide 170. Here, etched mirror 1
40, 141 are step index lenses 130,
The focus 131 was formed so as to be focused on the mirror surfaces of the etched mirrors 140 and 141.

【0036】その後、第1の実施例と同じプロセスを経
て光導波路装置を作製した。
Thereafter, an optical waveguide device was manufactured through the same process as in the first embodiment.

【0037】このように作製した光導波路装置を用いて
距離測定の実験を行った結果、RIEによって形成した
エッチドミラーの表面の平滑度は、従来例のものと同等
であったにもかかわらず、やはり凹凸の影響を受ける割
合が減少し、良好な光の干渉が得られる確率が95%と
従来の約15%比較して6倍以上の向上が見られ、安定
して高精度に距離の測定が可能となった。
As a result of a distance measurement experiment using the optical waveguide device manufactured as described above, it was found that the smoothness of the surface of the etched mirror formed by RIE was equal to that of the conventional example. Also, the ratio of being affected by the unevenness is reduced, and the probability of obtaining good light interference is 95%, which is more than 6 times higher than the conventional 15%, and the distance can be stably and accurately determined. Measurement has become possible.

【0038】この実施例2ではエッチドミラー140、
141の両方の近傍に導波路レンズとしてステップイン
デックスレンズ130、131を設けたが、特に光の帰
還量を大きくしたい方のみに形成してもよい。また、そ
の導波路レンズとしてステップインデックスレンズを採
用したが、これは他のモードインデックスレンズである
ルネブルグレンズ、あるいはジオデシックレンズやフレ
ネルレンズ、グレーティングレンズ等の回折型のレンズ
を用いてもよく、同様の効果が得られる。また、本実施
例においては、エッチドミラー140、141はRIE
を用いて形成したが、RIBE等、他のドライエッチン
グを用いて形成してもよく、その場合も同様の効果が得
られる。なお、2つのエッチドミラー140、141の
うちの一方がへき開によって形成され、他方はエッチド
ミラーとしてもよい事は言うまでもない。
In the second embodiment, the etched mirror 140,
Although the step index lenses 130 and 131 are provided as waveguide lenses near both of them 141, they may be formed especially only for those who want to increase the amount of light feedback. Also, a step index lens was adopted as the waveguide lens, but this may be another mode index lens, such as a Luneburg lens, or a diffractive lens such as a geodesic lens, a Fresnel lens, or a grating lens. The effect of is obtained. In this embodiment, the etched mirrors 140 and 141 are RIE
Although it was formed by using, dry etching such as RIBE may be used, and the same effect can be obtained in such a case. Needless to say, one of the two etched mirrors 140 and 141 may be formed by cleavage and the other may be an etched mirror.

【0039】(実施例3)図3は本発明の他の実施例を
示す光導波路装置の一例であり、図1と同一部分には同
一番号を附している。この光導波路装置においては、第
1の導波路171における導波路レンズ130のビーム
スプリッタ105とは反対側に光反射部160が形成さ
れ、また第3の導波路173における導波路レンズ13
1のビームスプリッタ104とは反対側に光反射部16
1が形成されている。
(Embodiment 3) FIG. 3 is an example of an optical waveguide device showing another embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In this optical waveguide device, a light reflection portion 160 is formed on the side of the first waveguide 171 opposite to the beam splitter 105 of the waveguide lens 130, and the waveguide lens 13 of the third waveguide 173 is formed.
The light reflecting portion 16 is located on the side opposite to the first beam splitter 104.
1 is formed.

【0040】かかる構成の光導波路装置の製造工程を以
下に説明する。まず、シリコン基板101上に図4に示
すような台形形状のパターン150、151を形成し
た。
The manufacturing process of the optical waveguide device having such a configuration will be described below. First, trapezoidal patterns 150 and 151 as shown in FIG. 4 were formed on the silicon substrate 101.

【0041】その後、通常のICプロセスを用いて、第
1の実施例と同様に半導体レーザ駆動回路120と、2
つの光検出器111、112と、信号増幅回路121
と、波形整形回路122と、周波数カウンタ123とを
形成した。
Thereafter, the semiconductor laser driving circuit 120 and the semiconductor laser driving circuit 120 are used in the same manner as in the first embodiment by using a normal IC process.
Photodetectors 111 and 112 and a signal amplifying circuit 121
, A waveform shaping circuit 122, and a frequency counter 123.

【0042】次に、ウェハをプラズマCVD装置に導入
し、250℃の基板温度で3層構造の導波路170を形
成した。各層の厚みは次のとおりである。第1層:Si
21μm、第2層:Si34 0.16μm、第3
層:SiO2 0.3μm。ここで、プラズマCVD装
置は非常にステップカバレッジが良好であるため、台形
パターン150、151上の導波路部分は図3に示した
ように屈曲した形状となった。そのため、この部分で導
波路170の実効屈折率が変化し、本実施例の場合には
反射ミラーとして働くことになる。
Next, the wafer was introduced into a plasma CVD apparatus, and a waveguide 170 having a three-layer structure was formed at a substrate temperature of 250 ° C. The thickness of each layer is as follows. First layer: Si
O 2 1 μm, second layer: Si 3 N 4 0.16 μm, third
Layer: 0.3 μm of SiO 2 . Here, since the plasma CVD apparatus has very good step coverage, the waveguide portions on the trapezoidal patterns 150 and 151 have a bent shape as shown in FIG. Therefore, the effective refractive index of the waveguide 170 changes at this portion, and in this embodiment, it functions as a reflection mirror.

【0043】その後は、第1、第2の実施例と同じプロ
セスを経て、光導波路装置を製造した。
Thereafter, an optical waveguide device was manufactured through the same process as in the first and second embodiments.

【0044】なお、この実施例では反射ミラーとして機
能する導波路部分の形成に、図4に示す台形パターン1
50、151を採用したが、本発明はこの形状に限定さ
れるものではなく、例えば表面に平らな部分の存在しな
いリッジ形状でもよいし、さらに別の構造であっても反
射機能を有する構造が形成できれば採用することが可能
である。
In this embodiment, the trapezoidal pattern 1 shown in FIG.
50 and 151 are employed, but the present invention is not limited to this shape. For example, a ridge shape having no flat portion on the surface may be used. If it can be formed, it can be adopted.

【0045】以上のプロセスで作製された光導波路装置
を用いて距離の測定を行ったところ、第1の実施例と同
じく良好な測定が実現され、従来技術を用いた場合と比
較して歩留りと安定性が向上することが確認できた。
When the distance was measured using the optical waveguide device manufactured by the above process, the same good measurement was realized as in the first embodiment, and the yield and the yield were compared with the case where the conventional technique was used. It was confirmed that the stability was improved.

【0046】なお、上述した実施例1から実施例3では
SiO2/Si34/SiO2からなる3層構造の導波路
170をシリコン基板上に形成した例について説明した
が、導波路材料はこれに限るものではない。例えば、ガ
ラス基板101上にZnSの導波路を形成してもよい
し、またガラス基板101上にエポキシ膜を形成しても
よい。それ以外にも、As23/SiO2/Siからな
る3層構造の導波路や、ガラス/SiO2/Siからな
る3層構造の導波路、LiNbO3からなる1層構造の
導波路等のすべての導波路について本発明は適用可能で
ある。但し、光回路部をICプロセスを用いて形成でき
るようにすべく、基板としてはシリコン基板を用いるの
が好ましい。
In the above-described first to third embodiments, an example is described in which the waveguide 170 having a three-layer structure of SiO 2 / Si 3 N 4 / SiO 2 is formed on a silicon substrate. Is not limited to this. For example, a waveguide of ZnS may be formed on the glass substrate 101, or an epoxy film may be formed on the glass substrate 101. In addition, a three-layer waveguide composed of As 2 S 3 / SiO 2 / Si, a three-layer waveguide composed of glass / SiO 2 / Si, a one-layer waveguide composed of LiNbO 3 , etc. The present invention is applicable to all the waveguides of the above. However, it is preferable to use a silicon substrate as the substrate so that the optical circuit portion can be formed using an IC process.

【0047】また、実施例1から実施例3においては、
光出射端面110の近傍にはレンズを設けなかったが、
これはこの端面で反射が起こるとそれに起因する干渉が
生じ、測定誤差の原因となるため、ここでは反射を抑制
するためにレンズは設けていない。更には、反射を抑制
する目的で、ここではこの光出射端面110は導波光の
進行方向と直交しないように角度をもたせてある。その
理由を以下に述べる。図5は、光干渉系の光反射部以外
の導波路端面である光出射端面110における法線と、
該光出射端面110に到達する導波光の進行方向とをず
らした場合において、導波光の伝搬する様子を模式的に
表した図である。この図中、201は光出射端面110
から最も近い距離にある光回路の出口における波面の位
置を示しており、上記実施例1から実施例3においては
ビームスプリッタ105の位置とみなすことができる。
また、図中の斜線で表された部分202は、光出射端面
110に向かって進行する導波光を表しており、その幅
wiは導波光の電界分布の広がりを表している。また、
他の斜線で表された部分203は、光出射端面110で
反射された導波光を示している。
In the first to third embodiments,
Although no lens was provided near the light emitting end face 110,
This is because if reflection occurs at this end face, interference due to the reflection will occur and cause measurement errors. Therefore, no lens is provided here to suppress reflection. Further, for the purpose of suppressing reflection, the light emitting end face 110 is angled so as not to be orthogonal to the traveling direction of the guided light. The reason is described below. FIG. 5 shows a normal line at a light emitting end face 110 which is a waveguide end face other than the light reflecting portion of the optical interference system;
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating how the guided light propagates when the traveling direction of the guided light reaching the light emitting end face 110 is shifted. In this figure, 201 is the light emitting end face 110
7 shows the position of the wavefront at the exit of the optical circuit that is closest to the optical circuit, and can be regarded as the position of the beam splitter 105 in the first to third embodiments.
The shaded portion 202 in the drawing represents the guided light traveling toward the light emitting end face 110, and its width wi represents the spread of the electric field distribution of the guided light. Also,
The other shaded portion 203 indicates the guided light reflected by the light emitting end face 110.

【0048】ここで、光出射端面110における法線
と、該光出射端面110に到達する導波光の進行方向と
のなす角度をθとすると、反射光の波面が201の位置
に達したときに導波光の位置が横方向にずれる量δは次
式で表せる。
Here, assuming that the angle between the normal line at the light emitting end face 110 and the traveling direction of the guided light reaching the light emitting end face 110 is θ, when the wavefront of the reflected light reaches the position 201. The amount of shift δ of the guided light in the horizontal direction can be expressed by the following equation.

【0049】δ=l/cos(2θ) 但し、lは光出射端面110と、そこから最も近い位置
にある光回路との間の距離である。
Δ = l / cos (2θ) where l is the distance between the light emitting end face 110 and the optical circuit closest to it.

【0050】今、δ>wiとすると、反射光は光出射端
面110の近傍を除いてはもとの光とほとんど干渉する
ことなく伝搬する。従って、干渉抑制のためには、l/
cos(2θ)≧wiとすればよいことがわかる。
Now, assuming that δ> wi, the reflected light propagates almost without interfering with the original light except for the vicinity of the light emitting end face 110. Therefore, for interference suppression, 1 /
It can be seen that cos (2θ) ≧ wi should be satisfied.

【0051】逆に、光干渉系を形成する端面と導波光の
進行方向との関係は、l/cos(2θ)<wiとすれ
ばよいことになる。
On the other hand, the relationship between the end face forming the optical interference system and the traveling direction of the guided light may be such that 1 / cos (2θ) <wi.

【0052】したがって、このようにすることで反射の
抑制が可能となる。
Accordingly, reflection can be suppressed by doing in this way.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上に述べたように、本発明の光導波路
装置による場合には、へき開やドライエッチングを用い
ても、光反射部の不均一性の影響を受けにくくなり、従
来の場合と比較して格段に干渉系の安定性が向上し、歩
留りよく作製することが可能となった。
As described above, in the case of the optical waveguide device of the present invention, even if cleavage or dry etching is used, it is hard to be affected by the non-uniformity of the light reflecting portion. In comparison, the stability of the interference system was remarkably improved, and it was possible to manufacture the interference system with a high yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1に係る光導波路装置の構成を
示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of an optical waveguide device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例2に係る光導波路装置の構成を
示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration of an optical waveguide device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例3に係る光導波路装置の構成を
示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration of an optical waveguide device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】実施例3の光導波路装置において、導波路を形
成する前のシリコン基板の形状を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a shape of a silicon substrate before forming a waveguide in an optical waveguide device according to a third embodiment.

【図5】導波光の進行方向と光出射端面とが直交関係か
らずれたときの導波光の伝搬する様子を示す模式図であ
る。
FIG. 5 is a schematic diagram showing how the guided light propagates when the traveling direction of the guided light and the light emitting end face deviate from an orthogonal relationship.

【図6】従来の光導波路装置の構成を示す斜視図であ
る。
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a conventional optical waveguide device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 シリコン基板 102 半導体レーザ 103 導波路レンズ 104・105 導波路型ビームスプリッタ 108・109 グレーティング 110 光出射端面 111・112 光検出器 120 半導体レーザ駆動回路 121 信号増幅回路 122 信号波形整形回路 123 周波数カウンタ 130・131 導波路レンズ 106・107 端面ミラー 140・141 エッチドミラー 150・151 台形形状のパターン 160・161 光反射部 θ 光出射端面が導波光の進行方向となす角度の90°
からのずれ 201 光出射端面から最も近い光回路の出口における
導波光の波面の位置 l 光出射端面と光出射端面から最も近い光回路の出口
との最短距離 wi 導波光の横方向の電界分布の広がり(半値全幅) 202 光出射端面にむかう導波光 203 光出射端面で反射して導波路装置内に帰還する
導波光
Reference Signs List 101 silicon substrate 102 semiconductor laser 103 waveguide lens 104/105 waveguide type beam splitter 108/109 grating 110 light emitting end face 111/112 photodetector 120 semiconductor laser driving circuit 121 signal amplifying circuit 122 signal waveform shaping circuit 123 frequency counter 130 · 131 Waveguide lens 106 · 107 End face mirror 140 · 141 Etched mirror 150 · 151 Trapezoidal pattern 160 · 161 Light reflection part θ 90 ° of the angle formed by the light emitting end face and the traveling direction of the guided light
201 Position of the wavefront of the guided light at the exit of the optical circuit closest to the light exit end face l Shortest distance between the light exit end face and the exit of the optical circuit closest to the light exit end face wi The lateral electric field distribution of the guided light Spread (full width at half maximum) 202 Guided light toward the light emitting end face 203 Guided light reflected at the light emitting end face and returned into the waveguide device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下中 淳 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−331314(JP,A) 特開 平5−288509(JP,A) 特開 平4−321955(JP,A) 特開 昭64−12205(JP,A) 特開 昭62−81506(JP,A) 特開 昭62−5106(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 9/00 - 11/30 G02B 6/122 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Jun Shimonaka 22-22, Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation (56) References JP-A-6-331314 (JP, A) JP-A-5 JP-A-288509 (JP, A) JP-A-4-321195 (JP, A) JP-A-64-12205 (JP, A) JP-A-62-81506 (JP, A) JP-A-62-5106 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 9/00-11/30 G02B 6/122

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一端側から入射した半導体レーザからの
光を他端側の光反射部で反射する第1の導波路と、 該第1の導波路と交差し、該第1の導波路から方向を変
えた光を伝搬すると共に一方の出射端面より出射させる
第2の導波路と、 該第1の導波路と第2の導波路との交差部に設けられ、
該第1の導波路を伝搬する光の一部の方向を変えて第2
の導波路に導く第1のビームスプリッタと、 該第1の導波路と交差し、該第1の導波路から方向を変
えた光を伝搬すると共に一端が光反射部となっている第
3の導波路と、 該第1の導波路と第3の導波路との交差部に設けられ、
該第1の導波路を伝搬する光の一部の方向を変えて第3
の導波路に導く第2のビームスプリッタとを基板上に備
え、該第1の導波路の他端側の光反射部と第3の導波路
の一端側の光反射部とが光干渉系の光反射部となってお
り、該光干渉系の光反射部の少なくとも一方の近傍の導
波路部分を伝搬する光の横方向の電界分布の半値全幅
が、該導波路の主たる領域における光の横方向の電界分
布の半値全幅よりも小さくなるように構成されている二
次元スラブ型光導波路装置。
1. A first waveguide for reflecting light from a semiconductor laser incident from one end side on a light reflection portion on the other end side, and intersects with the first waveguide and extends from the first waveguide. A second waveguide that propagates the light whose direction has been changed and emits the light from one emission end face, and is provided at an intersection of the first waveguide and the second waveguide;
By changing the direction of a part of the light propagating through the first waveguide, the second
A first beam splitter leading to the first waveguide, a third beam crossing the first waveguide, transmitting light whose direction has been changed from the first waveguide, and having one end serving as a light reflecting portion. A waveguide, provided at the intersection of the first waveguide and the third waveguide;
By changing the direction of a part of the light propagating through the first waveguide,
A second beam splitter for guiding to the first waveguide is provided on the substrate, and a light reflecting portion on the other end of the first waveguide and a light reflecting portion on one end of the third waveguide are formed of an optical interference system. A light reflecting portion, and a full width at half maximum of a horizontal electric field distribution of light propagating in a waveguide portion near at least one of the light reflecting portions of the optical interference system is equal to a lateral width of light in a main region of the waveguide. A two-dimensional slab optical waveguide device configured to be smaller than a full width at half maximum of an electric field distribution in a direction.
【請求項2】 前記光干渉系の光反射部が、前記基板結
晶をへき開することにより形成された導波路端面である
請求項1に記載の光導波路装置。
2. The optical waveguide device according to claim 1, wherein the light reflecting portion of the optical interference system is a waveguide end face formed by cleaving the substrate crystal.
【請求項3】 前記光干渉系の光反射部以外の導波路端
面もへき開により形成され、該導波路端面が導波光の進
行方向と直交しない請求項2に記載の光導波路装置。
3. The optical waveguide device according to claim 2, wherein an end face of the waveguide other than the light reflecting portion of the optical interference system is also formed by cleavage, and the end face of the waveguide is not orthogonal to the traveling direction of the guided light.
【請求項4】 前記光干渉系の光反射部以外の導波路端
面における法線と、該導波路端面に到達する導波光の進
行方向とのなす角度(θ2)が、l/cos(2θ2)≧
wi(lは導波路端面と該導波路端面から最も近い光回
路との間の距離)を満たし、かつ、該光干渉系の光反射
部の導波路端面における法線と、該導波路端面に到達す
る導波光の進行方向とのなす角度(θ1)が、l/co
s(2θ1)<wiを満たす請求項3に記載の光導波路
装置。
4. An angle (θ 2 ) between a normal to the end face of the waveguide other than the light reflection portion of the optical interference system and a traveling direction of the guided light reaching the end face of the waveguide is 1 / cos (2θ). 2 ) ≧
wi (1 is the distance between the end face of the waveguide and the optical circuit closest to the end face of the waveguide), and the normal to the end face of the waveguide of the light reflecting portion of the optical interference system and the end face of the waveguide. The angle (θ 1 ) with the traveling direction of the arriving guided light is 1 / co
4. The optical waveguide device according to claim 3, wherein s (2θ 1 ) <wi is satisfied.
【請求項5】 前記光干渉系の光反射部がエッチングに
より形成した導波路端面である請求項1に記載の光導波
路装置。
5. The optical waveguide device according to claim 1, wherein the light reflecting portion of the optical interference system is a waveguide end face formed by etching.
【請求項6】 前記光干渉系の光反射部である導波路端
面がドライエッチングで形成されている請求項5に記載
の光導波路装置。
6. The optical waveguide device according to claim 5, wherein an end face of the waveguide serving as a light reflection portion of the optical interference system is formed by dry etching.
【請求項7】 前記ドライエッチングに、リアクティブ
イオンエッチング(RIE)又はリアクティブイオンビ
ームエッチング(RIBE)を用いている請求項6に記
載の光導波路装置。
7. The optical waveguide device according to claim 6, wherein reactive ion etching (RIE) or reactive ion beam etching (RIBE) is used for the dry etching.
【請求項8】 前記光干渉系の光反射部以外の導波路端
面における法線と、該導波路端面に到達する導波光の進
行方向とのなす角度(θ2)が、l/cos(2θ2)≧
wiを満たし、かつ、該光干渉系の光反射部の導波路端
面における法線と、該導波路端面に到達する導波光の進
行方向とのなす角度(θ1)が、l/cos(2θ1)<
wiを満たす請求項6に記載の光導波路装置。
8. An angle (θ 2 ) between a normal to the end face of the waveguide other than the light reflection portion of the optical interference system and the traveling direction of the guided light reaching the end face of the waveguide is 1 / cos (2θ). 2 ) ≧
wi, and the angle (θ 1 ) between the normal to the waveguide end face of the light reflecting portion of the optical interference system and the traveling direction of the guided light reaching the waveguide end face is 1 / cos (2θ 1 ) <
The optical waveguide device according to claim 6, wherein wi is satisfied.
【請求項9】 前記光干渉系の光反射部が導波路の端面
を除く部位に形成された光素子よりなる請求項1に記載
の光導波路装置。
9. The optical waveguide device according to claim 1, wherein the light reflecting portion of the optical interference system comprises an optical element formed at a portion other than an end face of the waveguide.
【請求項10】 前記光干渉系の光反射部にて導波光の
光学径を小さくすべく導波路レンズが設けられ、該導波
路レンズがルネブルグレンズ、ステップインデックスレ
ンズ等のモードインデックスレンズ、若しくはジオデシ
ックレンズ、若しくはフレネルレンズ、グレーティング
レンズ等の回折形レンズのうちの一つである請求項1に
記載の光導波路装置。
10. A waveguide lens is provided at the light reflecting portion of the optical interference system to reduce the optical diameter of guided light, and the waveguide lens is a mode index lens such as a Luneburg lens, a step index lens, or the like. 2. The optical waveguide device according to claim 1, wherein the optical waveguide device is one of a geodesic lens and a diffractive lens such as a Fresnel lens and a grating lens.
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