JPS5834408A - Manufacture of optical plain surface circuit - Google Patents

Manufacture of optical plain surface circuit

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JPS5834408A
JPS5834408A JP56132401A JP13240181A JPS5834408A JP S5834408 A JPS5834408 A JP S5834408A JP 56132401 A JP56132401 A JP 56132401A JP 13240181 A JP13240181 A JP 13240181A JP S5834408 A JPS5834408 A JP S5834408A
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JP
Japan
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refractive index
optical
optical waveguide
distribution
waveguide
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JP56132401A
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Japanese (ja)
Inventor
Eiji Okuda
奥田 栄次
Noboru Yamamoto
昇 山本
Tetsuya Yamazaki
哲也 山崎
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To form an optical plain surface circuit having a branching and junction part having less scattering loss, by making the refractive index distribution in a sectional direction of an optical waveguide into a graded distribution by an ion exchange method. CONSTITUTION:A part corresponding to an area forming an optical waveguide on a substrate 1 is exchanged by the ion contributing to enlarge a refractive index to form a high refractive index layer. Then, the unnecessary part of the high refractive index layer is removed by etching to form a prescribed optical waveguide pattern 2. Afterwards, the surface of the pattern 2 is exchange by the ion contributing to make a refractive index small and the distribution in which the refractive index in a section of the waveguide 2 is high in the center and is decreased as it goes to the circumference is given. Thus, by making the refractive index distribution in a sectional direction of the optical waveguide into a graded distribution, an optical plain surface circuit having a branch and juction part having less scattering loss is formed.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光回路の製造方法に関するものであり、特に分
岐、合流あるいはそれらを?1X11)た合せた星形カ
プラ等の機能をもったt子向回路を(41るために、(
1) 用いて好」1穎な光回路の製造方法に係るもので釣る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing an optical circuit, and particularly relates to a method for manufacturing an optical circuit, particularly branching, merging, or any of the above. 1X11) In order to create a t-direction circuit with functions such as a star coupler (41), (
1) We will focus on methods for manufacturing optical circuits that are easy to use.

このような各種機能をトr与したいわゆる光平面回路は
、光通biや丸情報シスデム等の分野(こおける小櫂l
光回路としてイイ用である。
The so-called optical plane circuit that provides various functions is used in fields such as optical communication bi and Maru information system (kookeru small oar).
It is suitable for use as an optical circuit.

従来のr(H平面回路の製11方法としCは、・高周波
スパッタ法、CVD法、L、・よびイオン交換法等があ
げられる。・1.l′IJ1の高周波スパッタ法は、基
板上に導波路となるべき5吻′瓜をスパッタ蒸〕aする
ものであるが、IWJ質原子が均一にかつ(イ)に績合
しにくいので、iダ乱専による伝送損失がM大する欠点
8有する。第2のCV I)法は、基板上にこのCVD
法により酸化′吻1散粒子を堆偵させ、これを加熱して
透明カラス厚i漠を形成した+k、このコア用カラス膜
t 伝えばりアクティブスパッタエツチングにより所望
のパターンとする。そしてその後に上記パターン化きれ
たコア部1モ而に上記と同様の方法でクラツドカ゛ラス
(11;\ヲ1杉成して−にi己コア部をpiうように
したものである。この方法は、蓋導波パターンが任意に
形成されるという利点を有するが、コアパターンの一■
−ツチング表面J−ft−Bちコアiζじと、り(2) ランド部との境界となる部分が凹凸を11″し、この部
分での散乱損失が増大する。また第6のイオン交換法は
埋め込み型の光・導波路σj f!)るノj法で6わり
、光づ員失はU、 [J 1 (IB / (:nl程
蛭と小す< s 泊’ji 4J1. ’Jれている方
法である。すな1つ1つこの方法は、fr基板の表面に
パターン状マスクを設け′Cr?き、基板が蕗出した部
分つまりパターンIil l−j fXl(で高屈折率
に寄与する・rオンと基板中ソ)イオンとを交換させ、
さらにその後その表面を低屈折率(こ寄与するイオンで
交換してガイド構造とするといつものである。しかし、
このイオン交換法によると、毘”4波路の断面形状は基
板表面に子育−な方向での広がりが深さ方向のそれに比
べて大キく、例えばイニ分岐を行なう場合(・こは分岐
パターンを精密に形成することが・誰かしくなる。つf
リコ−f 7部(こ相当する部分の大きさがその部分で
変化してし一土い、この分岐部での損失が増大する。
The 11 methods for manufacturing conventional r(H plane circuits) include - high frequency sputtering, CVD, L, and ion exchange methods. - 1. The high frequency sputtering method of l'IJ1 This method sputter-vaporizes the five-pronged melon that is to become a waveguide, but since the IWJ atoms are difficult to combine uniformly and in (a), the transmission loss due to randomization is large (8). The second CV I) method is to deposit this CVD onto the substrate.
The oxidized proboscis particles are deposited by the method, and this is heated to form a transparent glass film.The desired pattern is formed by active sputter etching of the glass film for the core. After that, a clad glass (11; , has the advantage that the lid waveguide pattern can be formed arbitrarily, but one of the core patterns is
- Tsuching surface J-ft-B core iζ and Ri (2) The part that becomes the boundary with the land part has an unevenness of 11", and the scattering loss in this part increases. Also, the sixth ion exchange method is an embedded optical/waveguide σj f!), and the optical loss is U, [J 1 (IB / (:nl) is as small as a leech < s Tomari'ji 4J1. 'J In this method, a patterned mask is provided on the surface of the fr substrate, and the protruding portions of the substrate, that is, the pattern Iil l-j f・r-ions contributing to ion exchange with ions in the substrate,
Furthermore, after that, the surface is exchanged with ions contributing to the low refractive index (this is the usual way to create a guide structure.
According to this ion exchange method, the cross-sectional shape of the 4-wave path has a larger spread in the direction of growth on the substrate surface than in the depth direction. Precisely forming a person becomes more personable.
Rico-f 7 parts (The size of the corresponding part changes at that part, and the loss at this branch part increases.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、
例えばガラス等の誘電体塙板−ヒの丸z4波路を形成す
る領域に相当するべ1−分、−、、II+、!イオン等
の屈折率を大きくすることに寄与するイオンで基板ガラ
ス中のイオンと交換して高屈折率1−を形成し、欠いで
−に記高]ll折率1’Jの不安部分を例えばリアクテ
ィブスパッタエツチング法等VCよりエノテノグ味云し
て所望の光導波路パターンを形成しfこ(灸、その表面
を1(イオン−)))の屈1)’i’ $を小さくする
ことに訂与4−るイオンで文映し、光導改路部の断面に
おける410Jt率が中心で向く、周辺へいくに従って
減少するという分布を6つ光導波路を刹°した光平面回
、烙<;: aJるようにしたもので1らる。本発明に
よ−って損失の小さい、°18梢度な分岐部あるいは合
流11b俣有した光平面回路が得らgる。J−なわち、
i’A文、f、ll] 4:光導波パターンを形成する
ために、エツチングにより高楯IWな形状(どした上で
、上記エツチングにより生じるエツチング而のIY&小
な凹凸による散乱ロス等の影響をなくすため、その表面
を屈折率を小さくすることに腎与するイオンで交換し、
グレーディッドな屈折率分布を有したカイト構造とする
ようにしたものである。
The present invention has been made in view of the above problems, and includes:
For example, a dielectric wall plate made of glass, etc. - corresponding to the region forming the circle z4 wave path Be1-min, -,, II+,! An ion that contributes to increasing the refractive index, such as an ion, exchanges with an ion in the substrate glass to form a high refractive index 1-, and the anxious part of the refractive index 1'J is written as -, for example. The desired optical waveguide pattern is formed by using reactive sputter etching method etc. using VC (moxibustion, its surface is 1 (ion-)). The distribution of the 410 Jt ratio in the cross section of the optical waveguide is oriented at the center and decreases toward the periphery. That's 1 ru. According to the present invention, it is possible to obtain an optical plane circuit having a branching portion or a convergence portion having an angle of 18° and having a small loss. J-i.e.
i'A sentence, f, ll] 4: In order to form an optical waveguide pattern, a high shield IW shape is formed by etching (on top of that, the etching IY caused by the above etching and the influence of scattering loss due to small irregularities etc. In order to eliminate this, the surface is exchanged with ions that help reduce the refractive index.
It has a kite structure with a graded refractive index distribution.

本発明(こおいて、上記基板上であってしかも光導波路
の端部にJHI折率分布型レンし部を配しておくと、こ
の/fit折率分折率分草1i型レンズて光ファイバ等
からの光線は光導波部へ効率良く墨東され、また光導波
部から出射された丸1糧は元ファイバあるいは光検出器
ヘスボット状に県東される。この屈折率分布型レンズを
用いることにより前記)し導波路構造は断面形状が多モ
ードの場合でも15〜20μ角程度で良くなる。すなわ
ち一般に光導波構造を考えると、その断面形状(寸法)
は、単一モードの場合は約10μ程iffでよいが、多
モードの場合は約50μ程度必要となる。そこで上述の
如くエツチング方法としてリアクティブスパッタエツチ
ングを用いると、エツチング速度が高々0.1μ/#で
あり、多モード用光導波路を形成するには時間がかかり
過ぎ、経済性があまり良くない。
In the present invention, if a JHI refractive index distribution type lens is disposed on the above substrate and at the end of the optical waveguide, this /fit refractive index distribution type lens can produce light. The light rays from the fiber etc. are efficiently directed to the optical waveguide, and the whole beam emitted from the optical waveguide is directed to the original fiber or photodetector Hesbot shape.Using this gradient index lens According to the above), even when the cross-sectional shape of the waveguide structure is multi-mode, it is sufficient to have an angle of about 15 to 20 μm. In other words, when considering an optical waveguide structure, its cross-sectional shape (dimensions)
In the case of a single mode, an iff of about 10μ is sufficient, but in the case of a multimode, an iff of about 50μ is required. Therefore, when reactive sputter etching is used as the etching method as described above, the etching rate is at most 0.1 μ/#, and it takes too much time to form a multimode optical waveguide, which is not very economical.

しかるにL記屈折率分布型レンズを配することにより、
光導波路の断面形状が小さくてもよく、上記問題を解決
することができる。
However, by arranging the L gradient index lens,
The cross-sectional shape of the optical waveguide may be small, and the above problem can be solved.

以下本発明を′実施例につき図面を参照して詳細に説明
する。なおここに示す処施例は本発明を例示的に1ノー
示するものであり、本発明はこれに限定されるものでは
ない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the processing examples shown here are merely illustrative of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

く夷細例1.> ここでは屈折率分布型レンズを備えた場合について説明
する。第1図Aは分岐あるいは合流回路を概念的に示し
ている。すなわち本実施例の光平面回路は基板(1)−
ヒに光導波路部分(2)と光結合器としての屈折率分布
型レンズ部分(3)とを併せて形成することにより、光
ビームの入出射を効率良く容易に行なえるようにしてい
る。第1図13はレンズ部(3)とイ波路噛部(2)の
平面図(第1図Aに示す座標軸のy−z而)を示してい
る。この回路のレンズ部(3)のhll折率分布は第1
図Cに示すように、また導波路部(2)のjiTl折率
分布は第1図りに示すようになっている。
Detailed example 1. > Here, a case in which a gradient index lens is provided will be described. FIG. 1A conceptually shows a branch or merge circuit. In other words, the optical plane circuit of this embodiment has a substrate (1)-
By forming the optical waveguide section (2) and the gradient index lens section (3) as an optical coupler together, the input and output of the light beam can be carried out efficiently and easily. FIG. 13 shows a plan view (y-z axis of the coordinate axes shown in FIG. 1A) of the lens portion (3) and the wave path portion (2). The hll refractive index distribution of the lens part (3) of this circuit is the first
As shown in Figure C, the jiTl refractive index distribution of the waveguide section (2) is as shown in the first diagram.

次いで第2図から第6図をこ痛づいて上記回路の製漬工
程を示す。まず第2図に示すように、ガラス等の基板(
1)の表面に高周波スパッタによりTIあるいはAI等
の膜を形成し、次いで公知のフォトリソグラフィーを利
用して、レンズ部(3)および光導波路(2)の形成さ
れる位置に開口(力をイイしたマスク(6)のパターン
二ング分行なう。そしてその表面から例えば′J’e 
(オン* IJ、d折率を人きくすることに寄与するイ
オン(8)でイオン交換し、第6図に示すようなレンズ
部(9)および高力+I 41?率In tlQ)を)
し成し、−ヒd己マスク(6)を泳去する。なし、ここ
で1140(7)と導波路(2)の形成域の端部とは必
「しも)妾していなくてよく、必要とする屈折重分イ1
i型レンズ(3)の部分の大きさ及びレンズ性能に応じ
て両者の間隔を1ぶことができる。チた上記開口(力は
必ずしも円形でなくてもよく、必要とする+f[t 4
’Jr率分布摩レンズ部分(3)の形状に合、1っせて
楕円形等の形状とすることができる。
Next, FIGS. 2 to 6 show the manufacturing process of the above circuit. First, as shown in Figure 2, a substrate such as glass (
A film of TI or AI is formed on the surface of 1) by high-frequency sputtering, and then using known photolithography, an opening (force is applied) is formed at the position where the lens portion (3) and the optical waveguide (2) are to be formed. Then, from the surface, for example, 'J'e
(Ion exchange with ion (8) that contributes to increasing the IJ, d refractive index, and the lens part (9) and high strength +I 41? index In tlQ) as shown in Figure 6)
Then, swim away the mask (6). None, here, 1140 (7) and the end of the waveguide (2) formation area do not necessarily have to be connected, and the required refraction overlap is 1.
The distance between the two can be set to 1 depending on the size of the i-type lens (3) and lens performance. (The force does not necessarily have to be circular, and the required +f[t 4
It can be formed into an elliptical shape or the like in accordance with the shape of the Jr rate distribution lens portion (3).

次いで第4図(こ示すように一ヒ記基板表面に高周波ス
パッタ等により例えばアモルファスシリコン膜旧)を形
成し、その液Cl5rF5 ガスを用いたりアクティブ
スパッタエツチング等によりアモルファスシリコン膜旧
)をエツチングし、所望の線路状電導波路パターンとな
るようにマスク111)を形成する。
Next, as shown in FIG. 4, for example, an amorphous silicon film is formed on the surface of the substrate by high-frequency sputtering or the like, and the amorphous silicon film is etched using the liquid Cl5rF5 gas or by active sputter etching. A mask 111) is formed to form a desired line-shaped electric waveguide pattern.

もちろんこのときレンズ形成域はマスク(11)により
所われている。その後に露出した基板長面を、今If 
Lt C2F6カスを用いたりアクティブスパッタエツ
チング等Gこよりエツチングし、所望のパターン(12
1を形成する(第5図)。そして上部と同様のエツチン
グ方法でマスクを除去した鏝、さらに、上記のようにし
て得られた線路状導波パターンuりおよびレンズ部e 
191の表向を、第6図に示すように屈折率を小さくす
ることに寄与するに7tどの前たなイオン(14Jでイ
オン交換させ、上記パターン化された1線路状導波路(
121をガイド構造とするとともに、レンズf<519
1 f埋め込み型とする。ここで、!■6図に示すよう
に課路状光導波路(12)の上面に細く、レンズ部に小
さいマスク(+++1を設けてむくことにより1、頷路
状−#、導波路(2)およびレンズ(31ヲともにX軸
方向(こよりグレーディッドな分布とすることができる
Of course, at this time, the lens forming area is defined by the mask (11). After that, the exposed long side of the board is now If
The desired pattern (12
1 (Figure 5). Then, the mask was removed using the same etching method as for the upper part, and the line-shaped waveguide pattern U and the lens part E obtained as above were added.
The surface of 191 was ion-exchanged with 7T (14J) to contribute to reducing the refractive index as shown in Figure 6, and the patterned single-line waveguide (
121 as a guide structure, and the lens f<519
1F embedded type. here,! ■As shown in Figure 6, by providing a thin mask (+++1) on the upper surface of the channel-shaped optical waveguide (12) and a small mask (+++1) on the lens part, the mask 1, nod-shaped -#, waveguide (2) and lens (31 Both are in the X-axis direction (from which a graded distribution can be achieved).

このようにして第1図に示したような光結合器を備えた
光平面回路が得られる。第1図りに示すように、1曝路
伏光導波路(2)のX軸方向あるいはy 1qtl方向
の屈折率分布は、その中心軸から遠ざかるに従ってfi
11折率が例えば二乗近似で次第に減少して生体として
山形の分布となっている。従って第1図Bに示すように
導波路(2)内での光bA(5)は次曲に到る前に蛇行
しながら進イT シ、よつ″C凹凸企角゛するエツチン
グ向での政乱損失は少なくなる。ft、おz4!l+1
方向においては屈やf率の変化はな匹。−また、第1図
Cは屈折率分布型レンズ(3)のx +lq1方向ある
いは2輔方向の屈折率分布を示し1.七の中心軸から遠
ざかるに従って屈折率が例えば二乗近似で次第に減少し
て全体として山形の分布となっている。
In this way, an optical planar circuit equipped with an optical coupler as shown in FIG. 1 is obtained. As shown in the first diagram, the refractive index distribution in the X-axis direction or the y1qtl direction of the single exposed optical waveguide (2) becomes fi
11 refractive index gradually decreases, for example, by square approximation, resulting in a chevron-shaped distribution as a living body. Therefore, as shown in FIG. 1B, the light bA (5) in the waveguide (2) travels in a meandering manner before reaching the next curve, and is directed toward the etching process, which attempts to create "C unevenness". political disturbance losses will be reduced.ft, oz4!l+1
There is no change in bending or f-factor in the direction. - Also, FIG. 1C shows the refractive index distribution of the gradient index lens (3) in the x+lq1 direction or the x2 direction.1. As the distance from the central axis increases, the refractive index gradually decreases, for example, by square approximation, resulting in an overall mountain-shaped distribution.

なおy@力方向Jif(折率分布はZ tllllll
llll方間じである。
Note that y @ force direction Jif (refractive index distribution is Z tllllll
It's about the same size.

以上述べた実施例の製作工程において、上記光導波路部
分(2)及び上記屈折率分布型レンズに3)の11μ分
を基板(++の表面より深く埋め込んだり、イオン交換
時間を早めたり、あるいは屈折率外布の形状を選定する
等のために゛屯界を印加してイオン拡散処理を行なって
もよい。また、−ヒ記実権例では屈折率分布レンズは1
個しか形成していないが2個以上形成してもよい。第7
図番こ示すように、多数の屈折率分布レンズ(3)およ
び光導波路部] (21を一つの基板+11上に形成す
ることができる。なお基板(1)と光ファイバ良続用シ
リコン基板(16)とは共通基4反(1枠によって接合
されている。また尤ファイバ(1つは基板(1(号に形
成され7こV溝側に保持さ1ている。
In the manufacturing process of the embodiment described above, the optical waveguide portion (2) and the gradient index lens are buried by 11 μm of 3) deeper than the surface of the substrate (++, the ion exchange time is accelerated, or the refractive index lens is In order to select the shape of the outer index cloth, etc., an ion diffusion process may be performed by applying a field.Also, in the practical example mentioned above, the gradient index lens is
Although only one is formed, two or more may be formed. 7th
As shown in the figure, a large number of gradient index lenses (3) and optical waveguide sections] (21 can be formed on one substrate +11.The substrate (1) and a silicon substrate for good connection of optical fibers (21) can be formed on one substrate +11. 16) and 4 common fibers (1 frame) are bonded to each other.Furthermore, 4 fibers (1) are formed on the substrate (1) and held on the V-groove side.

このような回路において114!i々の上記屈折率分蒲
レンズ部分(3)の大きさおよびレンズ性能ヤ相対的位
置扮J−び電導波路部分(2)の形状等は前記マスクの
形状によって任意にかつ高精度に選定することができ、
東(h化01存易に行なえる。
In such a circuit, 114! The size, lens performance, relative position of each of the above-mentioned refractive index lens portions (3), the shape of the electric waveguide portion (2), etc. are selected arbitrarily and with high precision depending on the shape of the mask. It is possible,
East (h version 01 can be done easily.

1試−ににV1ミベたように本実節制Gこよれば、汚明
基板m内に1(支)精度な分岐凌)るいは合流パターン
(2)が形成でき、また、前記屈折率分布型レンズ(3
)すなわち光結合器を同一基板(1)内番こ備えること
により、多モード用光分岐合流素子も安価に製作可能で
ある。
If the real moderation G is applied as in the case of V1 in the first trial, it is possible to form a bifurcation pattern (2) or confluence pattern (2) with 1 (support) accuracy in the darkened substrate m, and also to improve the refractive index distribution as described above. type lens (3
) That is, by providing optical couplers on the same substrate (1), a multimode optical branching/combining element can be manufactured at low cost.

〈実施例2〉 この丸1布例は単一モード光導波路を用いたY分岐回路
に194するものである。第8図Aは本実殉例のY分岐
回路を示している。この輩回路の光導波路のLl:Ir
而面14状おLび+(+1折率分布パま第8図Uiこ示
すようになっている。その製作工程は火副例1(こkけ
る勝路状光導波路の場合(第2図から第6図)と同様で
あり、まず基板(1)の表面を、らる深さまで屈折率を
大きくすることに寄与するイオンでイオン交換し、扁屈
折率層を形成する。、f−のよ(こ19(望のY分岐路
パターン用マスクをその表向に形成し、リアクティブス
パッタエツチング等(こより基板の不用部分を除去し、
冒ル((411′率な光導波路パターン(2)を形成す
る。さら(こ上記パターンの表面を今度は屈折率を小さ
くすることに寄与する新たなイオンマタは基板組成のイ
オンでイオン交換し、光ガイド構造とする。すなわち、
エツチングによって光分岐パターン(2)ヲ形成するた
めに、分岐パターンの形状が精度良く作製でき、分岐点
での損失が小さいものが得られる。さらに該パターンの
表向を後から屈折率を小さくすることに訂与するイオン
でイオン交換しガイド構造とするため、−1:記エツチ
ングによって生じるエツチング面の微小な凹凸による散
乱損失の彰響が抑イーられる。
<Embodiment 2> This circle 1 fabric example is used to form a Y branch circuit using a single mode optical waveguide. FIG. 8A shows the Y branch circuit of this actual example. Ll:Ir of the optical waveguide of this circuit
The surface 14-shaped L + (+1) refractive index distribution pattern is as shown in Figure 8.The manufacturing process is as shown in Figure 2. 6), first, the surface of the substrate (1) is ion-exchanged with ions that contribute to increasing the refractive index to a depth of 3 to form a flat refractive index layer. 19. Form a mask for the desired Y-branch pattern on the surface, remove unnecessary parts of the substrate by reactive sputter etching, etc.
An optical waveguide pattern (2) with a (411' index) is formed.Furthermore, a new ion material that contributes to reducing the refractive index of the surface of the above pattern is ion-exchanged with ions of the substrate composition. A light guide structure, i.e.
Since the optical branching pattern (2) is formed by etching, the shape of the branching pattern can be manufactured with high accuracy, and a branching pattern with small loss at the branching point can be obtained. Furthermore, since the surface of the pattern is later ion-exchanged with ions that contribute to lowering the refractive index to create a guide structure, the effect of scattering loss due to minute irregularities on the etched surface caused by -1: etching is reduced. It's suppressed.

ここで上記光導波路(2)の1析面のノ1((折率分布
は第中心軸から遠ざかるに従って屈折率が例えば二来す
L似て次第に減少して全体として山形の分布となってい
る。尚、Z軸方向にはJII+折率の変化はない。
Here, the refractive index distribution of the optical waveguide (2) gradually decreases as it moves away from the first central axis, similar to, for example, the second central axis, resulting in an overall mountain-shaped distribution. Note that there is no change in the JII+ refractive index in the Z-axis direction.

以」;述べたようをこ本夷倫例によれは涛明姑阪(1)
内に尚+*度な光分岐パターンが形成され、分岐損失の
きわめて小さい7分岐路が町目目となる。
As I said, according to the example of this book, Taomei Gusaka (1)
An optical branching pattern with a +* degree is formed within the center, and seven branching paths with extremely small branching losses become the town.

以上本発明を実権例につきi発明したが、本発明は光導
波路を基板材料内に形成するものであるから、物質原子
が均一かつ密に結合したものを用いることができる。よ
ってこの導波i塔内での散乱等(こよる伝送損失が少な
くなる。また光導波路をエツチング(こよって形成する
ものであるから、任意の形状の導波路パターンを精度よ
く形成することができろ。また本発明によれば、エツチ
ング後にイオン交換を行つ゛C導波路の断面か同の屈折
率分布ラグ1/−デイツドな分布としているために、導
波路内での丸線は表面に到る1油に内側に曲げられて蛇
行しながら1焦行し、よって凹凸を有するエツチング面
での散乱損失が少なくなる。また本発明によれば、力H
折−$を小さくすることに訂すするイオン交換がエツチ
ング酸に行なわルるfこめに、光導波路の可曲形状を深
さ方向にも十分な値とすることができ、分岐パターンを
も精密に形成することができるg従って本発明は分岐、
合流等の哉hシを有する光平面回路を製逍する場合に不
用なものとなる。
Although the present invention has been described above as an actual example, since the present invention forms an optical waveguide within a substrate material, it is possible to use a material in which the atoms of the material are uniformly and tightly bonded. Therefore, transmission loss due to scattering, etc. within the waveguide I-tower is reduced.Also, since the optical waveguide is formed by etching, a waveguide pattern of any shape can be formed with high precision. Furthermore, according to the present invention, the cross section of the C waveguide, which undergoes ion exchange after etching, has the same refractive index distribution lag 1/-dated distribution, so that the round wires within the waveguide do not reach the surface. According to the present invention, the force H
By performing ion exchange on the etching acid to reduce the cost, the bending shape of the optical waveguide can be made to a sufficient value in the depth direction, and the branching pattern can also be made with precision. g can therefore be formed into a branch,
This becomes unnecessary when producing an optical plane circuit having a convergence or the like.

さらに本発明において、光導波路の端部に上記導波路を
形成する際に屈折率分布型1/ンズを形成するようにす
ると、このレンズによって光をスポット集光させること
ができろ。従って光導波路の断面形状を小さくすること
が可1jシとなり、)’1liil路を小型化すること
ができる。呼た″lt、導波、、!3の断面形状を小さ
くすることtこより、エツチング時間を短縮でき、光回
路の生産性が著しく向−1ニする。
Furthermore, in the present invention, if a gradient index type 1/lens is formed when forming the waveguide at the end of the optical waveguide, light can be focused into a spot by this lens. Therefore, it is possible to reduce the cross-sectional shape of the optical waveguide, and the path can be downsized. By reducing the cross-sectional shape of the waveguide, the etching time can be shortened and the productivity of optical circuits can be significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図Aは本発明の第1の実権例による光平面回路の斜
視図、第1図Bは同要部拡大’F iii図、第1図C
はこの回路の集光レンズのへ1訴率分布を示すグラフ、
第1図Dはこの回路の光導波路のJifl折率分布を示
すグラフ、弟2図〜弟6図はこの芙〃℃例の工4“Aを
それぞれ示す光回路の7斜視図、第7図i.?この実権
例の変形例に係る光・芒1m回路の斜イ児図、・君8図
Aは本発明の弟2の実権例による光平面回路のが・Y視
図、第8図13はこの回路の光等波1傷の/+11折率
分布を示すグラフである。 な′fj−rlJ向に用いた符号(こおいて、(1)・
・・・・・・・・・・・・・・・・ 基板(2)・・・
・・・・・・・・・−・・・・・ 光6波路t3+  
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ JiQ折率分
布型レンズ(埋め込みレンズ)18)・・・・・−・・
・・・・・・・・ Tdイオンtl +)  ・・・・
・・・・・・・・・・・・・・ エッチング用a−S+
マスク04)・・・・・・・・・・・・・・・・・ K
イオンである。 代  理  人   土  屋     勝〃    
  松  村     修
FIG. 1A is a perspective view of an optical plane circuit according to the first practical example of the present invention, FIG. 1B is an enlarged view of the same essential part, and FIG. 1C
is a graph showing the distribution of the condensing lens of this circuit,
Fig. 1D is a graph showing the Jifl refractive index distribution of the optical waveguide of this circuit, and Figs. i.?A is a diagonal diagram of a 1m optical circuit according to a modification of this practical example, and Figure 8A is a Y-view diagram of an optical plane circuit according to a practical example of the younger brother 2 of the present invention. 13 is a graph showing the /+11 refractive index distribution of one optical homowave flaw in this circuit.
・・・・・・・・・・・・・・・ Board (2)...
・・・・・・・・・−・・・・・・ 6 optical wave paths t3+
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ JiQ gradient index lens (embedded lens) 18)・・・・・・・・・・・・
...... Td ion tl +) ...
・・・・・・・・・・・・・・・ a-S+ for etching
Mask 04)・・・・・・・・・・・・・・・ K
It is an ion. Agent Masaru Tsuchiya
Osamu Matsumura

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、 基板に屈折率を大さくすることに寄!iするイオ
ンを拡散して高屈折率1−を形成し、次いで前記高屈折
率層を所望の光分岐あるいは合流バタニン等の形状とな
るようにエツチングし、tAfJ記パターンの周辺から
Jlil折率を小さくすることに寄与するイオンを拡散
することによって光導波路を11工成することを特徴と
する光平向回路の製造方法。 2、 前記光導波路を形成するに程によって、前記基板
内であって前記光導波路の轍部(こ屈厨率分布型レンズ
を形成するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
第1項に記載の丸・ト面回路の製造方法。
[Claims] 1. To increase the refractive index of the substrate! ion is diffused to form a high refractive index 1-, and then the high refractive index layer is etched into a desired shape such as a branching or converging pattern, and the Jlil refractive index is removed from the periphery of the tAfJ pattern. 1. A method of manufacturing an optical planar circuit, characterized in that 11 optical waveguides are constructed by diffusing ions that contribute to miniaturization. 2. Depending on the process of forming the optical waveguide, a rut (a refractive index gradient lens) of the optical waveguide is formed within the substrate. The manufacturing method of the round/to-plane circuit described in .
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