JP2000241643A - Optical wave guide device and its manufacture - Google Patents

Optical wave guide device and its manufacture

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JP2000241643A
JP2000241643A JP11044847A JP4484799A JP2000241643A JP 2000241643 A JP2000241643 A JP 2000241643A JP 11044847 A JP11044847 A JP 11044847A JP 4484799 A JP4484799 A JP 4484799A JP 2000241643 A JP2000241643 A JP 2000241643A
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optical waveguide
loss
waveguide device
core
pdl
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JP11044847A
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Japanese (ja)
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Masakazu Takabayashi
正和 高林
Kiichi Yoshiara
喜市 吉新
Hajime Takeya
元 竹谷
Takeshi Maekawa
武之 前川
Shoji Miyashita
章志 宮下
Hidefusa Uchikawa
英興 内川
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce polarization dependence loss(PDL) by providing a loss compensating portion having transmission loss corresponding to each polarization so that losses of light wave guide device for various polarizations are substantially the same. SOLUTION: This guide device comprises a light device 2 constituted with light wave guides, and a PDL compensating portion 1 having transmission loss corresponding to each polarization surface so that losses of a light wave guide device 2 for various polarizations are substantially same. The PDL compensating portion 1 is constituted so that loss for a polarized wave having large loss in the guide device 2 becomes smaller and loss for a polarization having small loss in the guide device 2 becomes larger. The loss amount for each polarization in the guide device 2 is compensated so that a ratio of longitudinal polarization 5 to transverse polarization 4 before input into the guide device 2 substantially matches to a ratio of longitudinal polarization 5b to transverse polarization 4b outputted from the PDL compensating portion 1. Thus, losses for respective polarizations of the optical device 2 and the PDL compensating portion 1 are constant.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主として光通信に
使用される光導波路デバイス及びその製造方法並びにそ
の偏波依存性補償方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide device mainly used for optical communication, a method of manufacturing the same, and a method of compensating the polarization dependence thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】光り通信に使用される光導波路デバイス
として、石英系導波路を用いた光フィルタや光スイッチ
等がある。それらの光デバイスは、一般に石英膜の成膜
時の残留応力や作製誤差などが原因で、縦及び横偏光の
導波路の等価屈折率が互いに異なり、偏波によって損失
が異なる偏波依存損失(PDL:Polarization depende
nt loss)を有している。一方、光通信で用いられてい
る単一モード光ファイバでは、温度変化や曲げによって
信号光の編波状態が変化することが知られている。偏光
状態の変化とは、直線偏光の光の偏光方向が回転した
り、楕円偏光、あるいは円偏光に変化することである。
従って、単一モード光ファイバに接続される受信側の光
デバイスが偏波依存損失(PDL:Polarization depen
dent loss)を有していると、信号光の偏光状態により
光デバイスの損失が変化し、システムにおける光信号の
受信感度変動の要因となる。
2. Description of the Related Art As optical waveguide devices used for optical communication, there are optical filters and optical switches using a silica-based waveguide. In these optical devices, generally, due to the residual stress and the fabrication error at the time of forming a quartz film, the equivalent refractive indexes of the vertically and horizontally polarized waveguides are different from each other, and the loss depending on the polarization depends on the polarization dependent loss ( PDL: Polarization depende
nt loss). On the other hand, in a single mode optical fiber used in optical communication, it is known that the knitting wave state of signal light changes due to temperature change or bending. The change in the polarization state means that the polarization direction of the linearly polarized light rotates, or changes to elliptically polarized light or circularly polarized light.
Therefore, the optical device on the receiving side connected to the single mode optical fiber has a polarization dependent loss (PDL).
When the optical device has a dent loss, the loss of the optical device changes depending on the polarization state of the signal light, which causes a change in the receiving sensitivity of the optical signal in the system.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の光
導波路デバイスは、偏波依存性を有しているために、偏
波状態の変化を許容できる範囲内に抑える必要があり、
長距離伝送、高速伝送等に一定の制限があるという問題
点があった。今後、光通信システムの高度化に伴い、光
デバイスの偏波依存損失(PDL)を低減する必要性が
益々高まるものと予想される。
As described above, since the conventional optical waveguide device has polarization dependence, it is necessary to suppress the change in the polarization state within an allowable range.
There is a problem that long distance transmission, high speed transmission, and the like have certain restrictions. In the future, it is expected that the necessity of reducing the polarization dependent loss (PDL) of an optical device will further increase with the advancement of an optical communication system.

【0004】そこで、本発明は偏波依存損失(PDL)
の小さい光導波路デバイス及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
Accordingly, the present invention provides a polarization dependent loss (PDL).
It is an object of the present invention to provide an optical waveguide device having a small size and a manufacturing method thereof.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明に係る光導波路デバイスは、基板上にコア
部とクラッド部を有する光導波路を備え、該光導波路の
一部を光デバイスとして動作させた光導波路デバイスに
おいて、異なる偏波に対する上記光導波路デバイスの損
失が略同一となるように各偏波に応じた伝送損失を有す
る損失補償部を備えたことを特徴とする。これにより、
上記光デバイスにおける異なる偏波に対する損失を補償
して出力することができる。
In order to achieve the above object, an optical waveguide device according to the present invention comprises an optical waveguide having a core portion and a clad portion on a substrate, and a part of the optical waveguide is formed by an optical waveguide. In the optical waveguide device operated as a device, a loss compensator having a transmission loss according to each polarization is provided so that the loss of the optical waveguide device for different polarizations is substantially the same. This allows
The loss can be compensated for the different polarizations in the optical device and output.

【0006】本発明に係る光導波路デバイスにおいて、
上記損失補償部は、上記光導波路のコア部の一部におい
て、互いに屈折率の異なる第1領域と第2領域とが交互
に形成し、上記第1領域の入射面が上記光デバイスにお
ける損失の小さな偏波に対して損失が大きくなるよう
に、光伝送方向に対して所定の角度で設けることにより
構成することができる。
In an optical waveguide device according to the present invention,
The loss compensating part is configured such that, in a part of the core part of the optical waveguide, first regions and second regions having mutually different refractive indexes are alternately formed, and the incident surface of the first region has a loss in the optical device. In order to increase the loss for a small polarization, it can be configured by providing at a predetermined angle to the optical transmission direction.

【0007】また、本発明に係る光導波路デバイスで
は、上記第2領域は上記コア部と同一の屈折率を有する
ものであってもよい。
In the optical waveguide device according to the present invention, the second region may have the same refractive index as the core.

【0008】さらに、上記損失補償部は、上記第1領域
が上記入射面と略平行な出力面を有するグレーティング
としてもよい。
Further, the loss compensator may be a grating in which the first region has an output surface substantially parallel to the incident surface.

【0009】また、上記グレーティングは上記コア部の
一部に回折格子を介して紫外光またはX線を照射するこ
とにより形成できる。
The grating can be formed by irradiating a part of the core with ultraviolet light or X-ray through a diffraction grating.

【0010】また、上記損失補償部は、上記第1領域を
形成する部分が開口されたマスクを用い、該マスクを介
して紫外線又はX線をコア部に照射することにより形成
することができる。
[0010] The loss compensating portion can be formed by using a mask having an opening in a portion forming the first region, and irradiating the core portion with ultraviolet rays or X-rays through the mask.

【0011】さらに、上記損失補償部において、上記第
1領域はそれぞれ互いに略平行な入射面を有する三角柱
状又は台形柱状としてもよい。
Further, in the loss compensation section, the first region may be formed in a triangular prism shape or a trapezoidal prism shape having incident surfaces substantially parallel to each other.

【0012】また、上記損失補償部は、上記コア部の一
部に近接して金属クラッドを設けて構成することがてき
る。
The loss compensator may be provided with a metal clad near a part of the core.

【0013】さらに、上記損失補償部において、上記第
1領域は上記クラッドと同一の材料とし、上記第2領域
は上記コア部と同一の材料としてもよい。
Further, in the loss compensation section, the first region may be made of the same material as the clad, and the second region may be made of the same material as the core portion.

【0014】また、本発明に係る光導波路デバイスにお
いて、上記損失補償部は、その一端が上記光導波路デバ
イスの出射端又は入射端と一致するように形成すること
が好ましい。
Further, in the optical waveguide device according to the present invention, it is preferable that the loss compensator is formed such that one end thereof coincides with the emission end or the incidence end of the optical waveguide device.

【0015】また、上記光導波路デバイスにおいて、上
記損失補償部は、上記コア部に設けられた溝に偏波依存
損失を有する材料を挿入することにより構成してもよ
い。
In the optical waveguide device, the loss compensator may be configured by inserting a material having a polarization dependent loss into a groove provided in the core.

【0016】さらに、上記光導波路デバイスにおいて、
上記損失補償部は、上記コア部に設けられた溝に誘電体
多層膜を挿入することにより構成してもよい。
Further, in the above optical waveguide device,
The loss compensation section may be configured by inserting a dielectric multilayer film into a groove provided in the core section.

【0017】またさらに、上記光導波路デバイスは、出
射端又は入射端側に曲線光導波路を備えることが好まし
い。
Furthermore, it is preferable that the optical waveguide device has a curved optical waveguide on the output end or the input end side.

【0018】また、上記光導波路デバイスが少なくとも
1つの反射グレーティングを有しするデバイスである場
合には、上記損失補償部として形成したグレーティング
が上記反射グレーティングを兼ねるようにしてもよい。
Further, when the optical waveguide device is a device having at least one reflection grating, the grating formed as the loss compensator may also serve as the reflection grating.

【0019】また、本発明に係る光導波路デバイスの第
1の製造方法は、基板上にコア部とクラッド部を有する
光導波路を備えた光導波路デバイスの製造方法におい
て、上記光導波路のコア部の一部に、干渉縞が光の進行
方向に直交しないように設けられた回折格子を介して紫
外線又はX線を照射して損失補償部を形成する工程を含
み、異なる偏波に対する上記光導波路デバイスの損失が
略同一である光導波路デバイスを製造することを特徴と
する。
A first method for manufacturing an optical waveguide device according to the present invention is a method for manufacturing an optical waveguide device having an optical waveguide having a core portion and a clad portion on a substrate, wherein the core portion of the optical waveguide is provided. Partly including the step of irradiating ultraviolet rays or X-rays through a diffraction grating provided so that interference fringes are not orthogonal to the traveling direction of light to form a loss compensating section, wherein the optical waveguide device for different polarizations Is characterized in that an optical waveguide device having substantially the same loss is manufactured.

【0020】また、本発明に係る光導波路デバイスの第
2の製造方法は、基板上にコア部とクラッド部を有する
光導波路を備えた光導波路デバイスの製造方法におい
て、上記光導波路のコア部の一部に、干渉縞が光の進行
方向に直交するように設けられた回折格子を介して、紫
外線又はX線を基板に対して直交しないように照射して
損失補償部を形成する工程を含み、異なる偏波に対する
上記光導波路デバイスの損失が略同一である光導波路デ
バイスを製造することを特徴とする。
According to a second method of manufacturing an optical waveguide device according to the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical waveguide device having an optical waveguide having a core portion and a clad portion on a substrate. In part, the method includes a step of irradiating ultraviolet rays or X-rays so as not to be orthogonal to the substrate through a diffraction grating provided so that the interference fringes are orthogonal to the traveling direction of light to form a loss compensation unit. And manufacturing an optical waveguide device in which the loss of the optical waveguide device for different polarizations is substantially the same.

【0021】さらに、本発明に係る光導波路デバイスの
第1又は第2の製造方法において、上記回折格子を除去
した後に、上記損失補償部にさらに紫外線又はX線を照
射して該損失補償部の損失補償量を調整する工程を含む
ことが好ましい。
Further, in the first or second method for manufacturing an optical waveguide device according to the present invention, after the diffraction grating is removed, the loss compensating section is further irradiated with ultraviolet rays or X-rays, and It is preferable to include a step of adjusting the loss compensation amount.

【0022】またさらに、本発明に係る光導波路デバイ
スの第1又は第2の製造方法において、損失補償部を形
成する工程の前に、高圧水素処理もしくは高圧重水素処
理をする工程を含むことが好ましい。
Still further, the first or second method for manufacturing an optical waveguide device according to the present invention may further include a step of performing high-pressure hydrogen treatment or high-pressure deuterium treatment before the step of forming the loss compensation section. preferable.

【0023】また、本発明に係る光導波路デバイスの第
3の製造方法は、基板上にコア部とクラッド部を有する
光導波路を備えた光導波路デバイスの製造方法におい
て、上記光導波路のコア部の一部に、所定の間隔でかつ
光の進行方向に直交しないように溝を形成し、該溝を埋
めるようにクラッド層を成長させることにより、コア部
の該一部にコア材料とクラッド材料とが交互に設けられ
た損失補償部を形成する工程を含み、異なる偏波に対す
る上記光導波路デバイスの損失が略同一である光導波路
デバイスを製造することを特徴とする。
According to a third method of manufacturing an optical waveguide device according to the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical waveguide device having an optical waveguide having a core portion and a clad portion on a substrate. A groove is formed at a predetermined interval so as not to be orthogonal to the traveling direction of light, and a cladding layer is grown so as to fill the groove. And forming a loss compensating section provided alternately, and manufacturing an optical waveguide device in which the loss of the optical waveguide device with respect to different polarizations is substantially the same.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施の形態について説明する。図1は本発明に係る光
導波路デバイスの基本構成を概念的に示すブロック図で
ある。本発明に係る光導波路デバイスは、光導波路を用
いて構成された光デバイス2と、異なる偏波に対する光
デバイス2の損失が略同一となるように偏波面に応じた
伝送損失を有するPDL補償部1とからなる。すなわ
ち、光デバイス2が横偏光4に対する損失より縦偏光5
に対する損失が大きいPDLを有していると、図1に示
すように、縦偏光5を入射した場合と横偏光4を入射し
た場合で損失が異なるので、各偏光の出射光強度が図1
に示すように異なる。尚、図1において、縦偏光5に対
応する光デバイス2の出射光を5a(以下、縦偏光5a
という。)の符号を付して示し、横偏光4に対応する出
射光を4a(以下、横偏光4aという。)の符号を付し
て示している。また、横偏光4及び縦偏光5は、各偏光
の電場ベクトルの方向と大きさをそれぞれ矢印の方向と
長さで模式的に示している。また、3は入射光を示し、
縦、横偏光の一方又はその双方を含む光であり、6は、
出力光を示し、縦、横偏光の一方又はその双方を含む光
である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram conceptually showing a basic configuration of an optical waveguide device according to the present invention. The optical waveguide device according to the present invention has a PDL compensator having a transmission loss according to the plane of polarization such that the optical device 2 configured using the optical waveguide has substantially the same loss of the optical device 2 for different polarizations. It consists of 1. That is, the optical device 2 has a longer vertical polarization 5
As shown in FIG. 1, when the PDL has a large loss with respect to the wavelength, the loss is different between the case where the vertically polarized light 5 is incident and the case where the horizontally polarized light 4 is incident.
Different as shown. In FIG. 1, the output light of the optical device 2 corresponding to the vertically polarized light 5 is referred to as 5a (hereinafter referred to as the vertically polarized light 5a).
That. ), And the outgoing light corresponding to the laterally polarized light 4 is indicated by the reference numeral 4a (hereinafter, referred to as laterally polarized light 4a). The horizontal polarization 4 and the vertical polarization 5 schematically show the direction and magnitude of the electric field vector of each polarization by the direction and length of the arrow, respectively. Also, 3 indicates incident light,
6 is light containing one or both of vertically and horizontally polarized light;
Output light is light that includes one or both of vertically and horizontally polarized light.

【0025】PDL補償部1は、光デバイス2から出力
された縦偏光5a及び横偏光4aは、PDL補償部1に
入力され各偏光に対して光デバイス2における損失に対
応した補償量だけ補償されて出力される。尚、図1にお
いて、縦偏光5に対応するPDL補償部1からの出射光
を5b(以下、縦偏光5bという。)の符号を付して示
し、横偏光4に対応するPDL補償部1からの出射光を
4b(以下、横偏光4bという。)の符号を付して示し
ている。
The PDL compensator 1 inputs the vertically polarized light 5a and the horizontally polarized light 4a output from the optical device 2 to the PDL compensator 1 and compensates each polarized light by a compensation amount corresponding to the loss in the optical device 2. Output. In FIG. 1, the light emitted from the PDL compensator 1 corresponding to the vertically polarized light 5 is indicated by the reference numeral 5b (hereinafter referred to as “vertically polarized light 5b”), and the light emitted from the PDL compensator 1 corresponding to the horizontally polarized light 4 is indicated. Are indicated by reference numerals 4b (hereinafter referred to as laterally polarized light 4b).

【0026】すなわち、PDL補償部1は、光デバイス
2における損失の大きい偏波に対する損失が小さくなる
ように、光デバイス2における損失の小さい偏波に対す
る損失が大きくなるように構成されており、光デバイス
2に入力される前の、縦偏光5と横偏光4との比と、P
DL補償部1から出力される縦偏光5bと横偏光4bと
の比が略一致するように、光デバイス2における各偏光
に対する損失量を補償する。これによって、光デバイス
2及びPDL補償部1の全体としての各偏光に対する損
失が一定になるようにしている。
That is, the PDL compensator 1 is configured so that the loss with respect to the polarization with a small loss in the optical device 2 is increased and the loss with respect to the polarization with a small loss in the optical device 2 is increased. The ratio of the vertically polarized light 5 to the horizontally polarized light 4 before being input to the device 2, and P
The loss amount for each polarized light in the optical device 2 is compensated so that the ratio between the vertically polarized light 5b and the horizontally polarized light 4b output from the DL compensating unit 1 substantially matches. Thereby, the loss for each polarized light as a whole of the optical device 2 and the PDL compensator 1 is made constant.

【0027】このような方法によりPDLを補償するた
めのPDL補償部1は、縦及び横偏光の光に対する損失
を、光デバイス2の各偏光に対する損失を考慮して互い
に異なる所定の値に設定する必要がある。以下、PDL
補償部の具体的な構成を各実施の形態において説明す
る。
The PDL compensator 1 for compensating PDL by such a method sets the loss for vertically and horizontally polarized light to predetermined values different from each other in consideration of the loss for each polarized light of the optical device 2. There is a need. Below, PDL
The specific configuration of the compensator will be described in each embodiment.

【0028】実施の形態1.図2は、本発明に係る実施
の形態1の光導波路デバイスの構成を示す平面図(a)
及び断面図(b)である。この実施の形態1の光導波路
デバイスは、2つの光導波路111a,111bを一部
が近接するように形成して構成した3dBカプラであ
り、4つのポート1,2,3,4を有する。ここで、本
3dBカプラにおいて出力側(ポート3,4)の光導波
路111a,111bの一部に斜めグレーティング8
a,8bを形成してそれぞれPDL補償部として動作さ
せている。尚、図2(b)は図2(a)のA−A’線に
ついての断面図である。また、図2(b)において、9
は基板、10は主成分が酸化シリコン(SiO2)の石
英からなる下クラッド層であり、11は主成分を酸化シ
リコンとし、ゲルマニウム(Ge)を約10%ドープし
た石英からなるコア層、12は主成分が酸化シリコンの
石英からなる上クラッド層である。以下の各実施の形態
及び各実施例において光導波路の構成を同じである。
Embodiment 1 FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the optical waveguide device according to the first embodiment of the present invention (a).
And a sectional view (b). The optical waveguide device according to the first embodiment is a 3 dB coupler formed by forming two optical waveguides 111a and 111b so as to be partially close to each other, and has four ports 1, 2, 3, and 4. Here, in the present 3 dB coupler, a part of the optical waveguides 111 a and 111 b on the output side (ports 3 and 4) is
a and 8b are formed and each is operated as a PDL compensator. FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2A. Also, in FIG.
Is a substrate, 10 is a lower cladding layer mainly composed of quartz of silicon oxide (SiO 2 ), 11 is a core layer composed of quartz mainly composed of silicon oxide and doped with about 10% of germanium (Ge), 12 Is an upper cladding layer composed mainly of silicon oxide quartz. The configuration of the optical waveguide is the same in each of the following embodiments and examples.

【0029】このように構成された図2の3dBカプラ
においてポート3から入力された光3は光導波路111
aのコア層に沿って伝搬し、光導波路111aと光導波
路111bとの近接部分(以下、結合部という。)にお
いて光の一部が光導波路111bのコア層に沿って伝搬
されるようになる。このようにして、ポート1から入力
された光3は、一部が光導波路111bを伝搬して斜め
グレーティング8bを介してポート4から出力され、残
りの光が光導波路111aを伝搬して斜めグレーティン
グ8aを介してポート3から出力される。
The light 3 input from the port 3 in the 3 dB coupler of FIG.
The light propagates along the core layer of the optical waveguide 111a, and a part of the light propagates along the core layer of the optical waveguide 111b in a portion (hereinafter, referred to as a coupling portion) between the optical waveguide 111a and the optical waveguide 111b. . In this way, part of the light 3 input from the port 1 propagates through the optical waveguide 111b and is output from the port 4 via the diagonal grating 8b, and the remaining light propagates through the optical waveguide 111a to form the diagonal grating. Output from port 3 via 8a.

【0030】以上のように、実施の形態1では、PDL
補償部を実現する具体的手段として斜めグレーティング
8a,8bを用いている。尚、グレーティングとは導波
路の屈折率が周期的に変化しているものをいうが、本実
施の形態1において、斜めグレーティング8(8aと8
bの双方を含む、以下同じ)は、図3に示すように、光
の進行方向に対して一定の長さL1を有する第1屈折率
領域80aと一定の長さL2を有する第2屈折率領域8
0bとが互いに平行にかつ交互に形成され、かつ各領域
はその入射面が光の進行方向に直交しないように形成さ
れている。このように構成することで、斜めグレーティ
ング8は、横偏光及び縦偏光に対してそれぞれ異なる損
失量を持つようにでき、その周期(繰り返し数)及び第
1屈折率領域8a、第2屈折率領域8bの光の進行方向
との成す角度に対応させて各損失量を所望の値に設定す
ることができる。
As described above, in the first embodiment, the PDL
Oblique gratings 8a and 8b are used as specific means for realizing the compensator. Note that the grating refers to one in which the refractive index of the waveguide changes periodically. In the first embodiment, the diagonal grating 8 (8a and 8a) is used.
b), a first refractive index region 80a having a constant length L1 and a second refractive index having a constant length L2 in the light traveling direction, as shown in FIG. Area 8
0b are formed in parallel and alternately with each other, and each region is formed such that its incident surface is not orthogonal to the traveling direction of light. With this configuration, the oblique grating 8 can have different loss amounts for the horizontally polarized light and the vertically polarized light, and its period (number of repetitions), the first refractive index region 8a, and the second refractive index region Each loss amount can be set to a desired value in accordance with the angle between the light 8b and the light traveling direction.

【0031】以下、その原理について説明する。図4の
ように周りの媒質と屈折率の異なる板状の媒質7に光が
斜めに入射される時、入射光の偏光方向により透過率が
異なる。例えば、図4(a)に示すように、電場ベクト
ルの方向が媒質7の入射面に対して平行である縦偏光5
は該入射面における反射率が大きいために透過後の光強
度が弱くなり、電場ベクトルの方向が媒質7の入射面に
対して平行ではない横偏光4の入射面における反射率は
小さいために透過後の光強度は縦偏光5より大きくな
る。また、図4(b)では、縦偏光5の電場ベクトルの
方向が媒質7の入射面に対して平行ではなく、該入射面
における反射率が小さくなり透過後の光強度が大きくで
き、電場ベクトルの方向が媒質7の入射面に対して平行
である横偏光4の入射面における反射率は大きいために
透過後の光強度は縦偏光5より小さくなる。
Hereinafter, the principle will be described. As shown in FIG. 4, when light is obliquely incident on a plate-shaped medium 7 having a different refractive index from that of the surrounding medium, the transmittance differs depending on the polarization direction of the incident light. For example, as shown in FIG. 4A, the direction of the electric field vector is the longitudinal polarization 5 whose direction is parallel to the incident surface of the medium 7.
Is low because the light intensity after transmission is low because the reflectivity at the incident surface is large, and the reflectivity at the incident surface of the transversely polarized light 4 whose electric field vector is not parallel to the incident surface of the medium 7 is small. Later light intensity is greater than longitudinally polarized light 5. Further, in FIG. 4B, the direction of the electric field vector of the longitudinally polarized light 5 is not parallel to the incident surface of the medium 7, the reflectivity at the incident surface is reduced, and the light intensity after transmission can be increased. Is large on the incident surface of the laterally polarized light 4 whose direction is parallel to the incident surface of the medium 7, the light intensity after transmission is smaller than that of the vertically polarized light 5.

【0032】すなわち、板状の媒質7の傾け方により縦
及び横偏光の透過光強度を独立して制御できることにな
る。尚、媒質7の入射面における反射率は上述の各偏光
の電場ベクトルと入射面とのなす角度及び平板状の媒質
7と周りの媒質との間の屈折率差とによって決定され
る。ここで、平板状の媒質7と周りの媒質との間の屈折
率差が大きいほど異なる偏光間の反射率(透過率)の差
を大きくでき、PDL補償部に適用した時の補償量も大
きくできる。
That is, the intensity of transmitted light of vertical and horizontal polarized light can be controlled independently by how the plate-like medium 7 is inclined. The reflectance of the medium 7 on the incident surface is determined by the angle between the electric field vector of each polarized light and the incident surface and the difference in the refractive index between the flat medium 7 and the surrounding medium. Here, the larger the difference in refractive index between the flat medium 7 and the surrounding medium, the larger the difference in reflectance (transmittance) between different polarized lights, and the larger the compensation amount when applied to the PDL compensator. it can.

【0033】本実施の形態1では、上述の原理に基づい
て斜めグレーティング8を用いてPDL補償部を構成し
ている。一般的にこのようなグレーティングでは、交互
に形成される異なる媒質間の屈折率差が大きくできず、
一周期分だけでは縦及び横偏光に対する透過率はほとん
ど変化させることができないので、所望の補正量は得ら
れない。従って、本実施の形態1では、数十から数百個
以上の繰り返し周期を有する斜めグレーティング8を用
いることにより、PDL補償部として適用可能な補償量
を確保することとなる。
In the first embodiment, the PDL compensator is configured using the oblique grating 8 based on the above principle. Generally, in such a grating, the refractive index difference between different media formed alternately cannot be increased,
Since the transmittance for vertical and horizontal polarized light can hardly be changed by only one cycle, a desired correction amount cannot be obtained. Therefore, in the first embodiment, by using the oblique grating 8 having a repetition period of several tens to several hundreds or more, a compensation amount applicable as a PDL compensator can be secured.

【0034】以上のように本実施の形態1の光導波路デ
バイス(3dBカプラ)は、PDL補償部として斜めグ
レーティング8a,8bを備えているので、デバイス全
体としてのPDLを小さくできる。また、本実施の形態
1の光導波路デバイス(3dBカプラ)は、光導波路の
一部にPDL補償部としての斜めグレーティング8a,
8bを形成しているので、デバイスそのものを大きくす
ることなく、かつ比較的簡単にPDL補償部を形成する
ことができる。
As described above, the optical waveguide device (3 dB coupler) according to the first embodiment includes the diagonal gratings 8a and 8b as the PDL compensator, so that the PDL of the entire device can be reduced. Further, the optical waveguide device (3 dB coupler) of the first embodiment includes an oblique grating 8a as a PDL compensator in a part of the optical waveguide.
8B, the PDL compensator can be formed relatively easily without increasing the size of the device itself.

【0035】また、実施の形態1の光導波路デバイス
(3dBカプラ)は、物理的エネルギーを供給して固体
表面の原子、分子を解離、気化させて、それを基板上に
薄膜として堆積させるPVD(Physical vapor depo
sition)法、揮発性物質を原料とし、化学反応を通して
固体化するCVD(Chemical vapor deposition)法
のいずれを用いても作製することができるし、さらに他
の方法を用いて作製してもよい。しかしながら、一般に
CVD膜は、基板との密着性やまわり込みが良く、複雑
な形状の基板にも均一にコーティングできる。また、他
の方法と比べて析出速度が大きいため、量産化が比較的
容易で生産性が高いなどの長所があることから、後述の
実施例1においては、オゾン酸化型CVD(Chemical
vapor deposition)法を用いて図2の3dBカプラ
を作製した。尚、PDL補償部としての斜めグレーティ
ング8a,8bの具体的な作製方法については、実施例
において説明する。
The optical waveguide device (3 dB coupler) of Embodiment 1 supplies PVD to dissociate and vaporize atoms and molecules on a solid surface and deposit the same as a thin film on a substrate. Physical vapor depo
sition) method or a CVD (Chemical vapor deposition) method in which a volatile substance is used as a raw material to solidify through a chemical reaction, or another method may be used. However, in general, a CVD film has good adhesiveness to a substrate and wraparound, and can uniformly coat a substrate having a complicated shape. In addition, since the deposition rate is higher than other methods, mass production is relatively easy and the productivity is high. Therefore, in Example 1 described later, an ozone oxidation type CVD (Chemical
The 3 dB coupler of FIG. 2 was manufactured by using a (vapor deposition) method. Note that a specific method for manufacturing the oblique gratings 8a and 8b as the PDL compensating unit will be described in Examples.

【0036】また、PDL補償部に紫外光を照射するこ
とにより補償部の屈折率を変化させることができる。従
って、本実施の形態1では、このことを利用して、PD
L補償部を作製した後にPDL補償部に直接紫外光を照
射し、PDLの補償量を微調整するようにしてもよい。
これにより、さらにPDLの小さい光導波路デバイスを
提供することができる。
By irradiating the PDL compensator with ultraviolet light, the refractive index of the compensator can be changed. Therefore, in the first embodiment, utilizing this fact, the PD
After manufacturing the L compensator, the PDL compensator may be directly irradiated with ultraviolet light to finely adjust the amount of PDL compensation.
Thereby, an optical waveguide device with a smaller PDL can be provided.

【0037】実施の形態2 実施の形態2の光導波路デバイスは、図9(a)に示す
ように、PDL補償部として、斜めグレーティング81
a,81bを備えたY分岐導波路である。本実施の形態
2のY分岐導波路は、図10に示すようにY字型に形成
されたコア部を有し、光導波路112が途中から2つの
光導波路112a,112bに分割されて構成される。
ここで、本実施の形態2では、光導波路112a,11
2bの一部にそれぞれ、斜めグレーティング81a,8
1bが形成され、PDL補償部としている。尚、本実施
の形態2の斜めグレーティング81a,81bは、実施
の形態1の斜めグレーティング8a,8bと同様の原理
で損失を補償するものであって、後述の実施例2で説明
するように、コアに斜めの溝をエッチング加工して、そ
の上から上クラッド層を溝を埋めるように堆積させるこ
とにより、光導波路の一部にコアの材料と上クラッド層
の材料とが交互に設けられた斜めグレーティング81
a,81bを形成している。
Embodiment 2 As shown in FIG. 9A, an optical waveguide device according to Embodiment 2 has an oblique grating 81 as a PDL compensator.
a, 81b are Y-branch waveguides. The Y-branch waveguide according to the second embodiment has a core portion formed in a Y-shape as shown in FIG. 10, and the optical waveguide 112 is divided into two optical waveguides 112a and 112b from the middle. You.
Here, in the second embodiment, the optical waveguides 112a, 112
2b, a part of the diagonal gratings 81a, 81
1b is formed as a PDL compensator. The oblique gratings 81a and 81b according to the second embodiment compensate for loss based on the same principle as the oblique gratings 8a and 8b according to the first embodiment. By etching an oblique groove in the core and depositing an upper cladding layer so as to fill the groove from above, the material of the core and the material of the upper cladding layer were provided alternately in a part of the optical waveguide. Oblique grating 81
a, 81b.

【0038】以上のように構成された実施の形態2の光
導波路デバイス(Y分岐導波路)において、ポート1を
介して光導波路112に入力された光は、光導波路11
2a,112bに分岐されて、それぞれ斜めグレーティ
ング81a,81bを介して損失が補償されてポート2
及びポート3から出力される。
In the optical waveguide device (Y-branch waveguide) according to the second embodiment configured as described above, the light input to the optical waveguide 112 through the port 1
2a and 112b, the loss is compensated through the diagonal gratings 81a and 81b, respectively, and
And output from port 3.

【0039】以上のように本実施の形態2の光導波路デ
バイス(Y分岐導波路)は、PDL補償部として斜めグ
レーティング81a,81bを備えているので、デバイ
ス全体としてのPDLを小さくできる。また、本実施の
形態2の光導波路デバイスは、光導波路の一部にPDL
補償部としての斜めグレーティング81a,81bを形
成しているので、デバイスそのものを大きくすることな
く、かつ比較的簡単にPDL補償部を形成することがで
きる。さらに、本実施の形態2では、光に対する屈折率
差の比較的大きいコアの材料とクラッド層の材料とが交
互に形成された斜めグレーティング81a,81bを形
成しているので、損失補償量を大きくできる。
As described above, the optical waveguide device (Y-branch waveguide) according to the second embodiment includes the diagonal gratings 81a and 81b as the PDL compensator, so that the PDL of the entire device can be reduced. Further, the optical waveguide device according to the second embodiment has a PDL
Since the oblique gratings 81a and 81b as the compensating portions are formed, the PDL compensating portion can be formed relatively easily without increasing the size of the device itself. Further, in the second embodiment, since the oblique gratings 81a and 81b in which the core material and the cladding layer material having a relatively large difference in refractive index with respect to light are formed alternately, the loss compensation amount is increased. it can.

【0040】実施の形態3.本発明に係る実施の形態3
の光導波路デバイスは、実施の形態2と同様、1つの光
導波路112が途中で2つの光導波路112a,112
bに分岐するように形成されたY分岐光導波路である。
実施の形態3の光導波路デバイスは、図11に示すよう
に、実施の形態2の斜めグレーティング81a,81b
に代えて、三角形状屈折率分布部26a,26bをPD
L補償部として用いて構成した以外は実施の形態2と同
様に構成される。
Embodiment 3 Embodiment 3 according to the present invention
As in the second embodiment, one optical waveguide 112 has two optical waveguides 112 a and 112 a in the middle.
This is a Y-branch optical waveguide formed so as to branch to b.
As shown in FIG. 11, the optical waveguide device according to the third embodiment includes the oblique gratings 81a and 81b according to the second embodiment.
Instead of PD, the triangular refractive index distribution portions 26a and 26b
The configuration is the same as that of the second embodiment except that it is configured as an L compensator.

【0041】この実施の形態3の光導波路デバイスにお
ける三角形状屈折率分布部26a,26bは、複数の三
角柱状の屈折率領域261が光導波路112a,112
bの各コア部に並置して形成されてなり、実施の形態1
及び2の斜めグレーティングと同様の原理で各偏光の損
失を補償する。すなわち、各三角柱状の屈折率領域26
1の光(偏光)の入射面(三角柱形状の1つの側面)を
光の伝搬方向と直交しないように所定の角度になるよう
に各三角柱形状の屈折率領域261を形成することによ
り、入射面の反射率が各偏光に対して異なることから、
実施の形態1及び2の斜めグレーティングと同様に動作
させることができる。ここで、実施の形態3の三角形状
屈折率分布部26a,26bは、主として導波路を伝送
される光と各三角柱状の屈折率領域261の入射面との
成す角度によって、各偏光に対する損失が設定される
が、屈折率領域の出力面の光の伝送方向に対する角度を
変更することにより、損失を微調整することができる。
これにより、各偏光に対する損失設定の設計の自由度を
向上するので、設定がよういにできる。
In the optical waveguide device according to the third embodiment, the triangular refractive index distribution portions 26a and 26b include a plurality of triangular prism-shaped refractive index regions 261 formed in the optical waveguides 112a and 112.
b is formed side by side with each core part,
The loss of each polarized light is compensated by the same principle as that of the oblique grating of FIGS. That is, each triangular prism-shaped refractive index region 26
By forming the triangular prism-shaped refractive index regions 261 such that the incident surface (one side surface of the triangular prism) of the light (polarized light) 1 is at a predetermined angle so as not to be orthogonal to the light propagation direction, the incident surface is formed. Is different for each polarization,
The operation can be performed in the same manner as the oblique gratings of the first and second embodiments. Here, the triangular refractive index distribution portions 26a and 26b according to the third embodiment mainly have a loss for each polarized light depending on the angle between the light transmitted through the waveguide and the incident surface of each triangular prism refractive index region 261. Although set, the loss can be finely adjusted by changing the angle of the output surface of the refractive index region with respect to the light transmission direction.
As a result, the degree of freedom in designing the loss setting for each polarized light is improved, so that the setting can be improved.

【0042】従って、以上のように構成された実施の形
態3の光導波路デバイス(光分岐導波路)は、実施の形
態2と同様に動作させることができ、同様の効果を有す
る。
Accordingly, the optical waveguide device (optical branch waveguide) according to the third embodiment configured as described above can be operated in the same manner as in the second embodiment, and has the same effect.

【0043】実施の形態4.本発明に係る実施の形態4
の光導波路デバイスは、図13に示すようにPDL補償
部28a,28bを備えた光スイッチである。本実施の
形態4の光スイッチは、光導波路113a及び113b
が図13に示すように、2ヶ所で結合するように近接し
て形成され、各近接部分でカプラ(方向性結合器)11
4,115が形成されて、2つのカプラ114,115
の間に位置する光導波路113aの周りにクロム線から
なるヒーター29が形成されて構成される。
Embodiment 4 FIG. Embodiment 4 according to the present invention
The optical waveguide device is an optical switch including PDL compensators 28a and 28b as shown in FIG. The optical switch according to the fourth embodiment includes optical waveguides 113a and 113b.
Are formed close to each other so as to be coupled at two places as shown in FIG. 13, and a coupler (directional coupler) 11
4, 115 are formed and two couplers 114, 115 are formed.
A heater 29 made of a chrome wire is formed around the optical waveguide 113a located between the two.

【0044】以上のように構成された光スイッチにおい
て、光はポート1から入射され、カプラ114で50:
50に分岐される。クロム線29に電源30によって電
圧が印可されていないときには再びカプラ115で合波
され、ポート4から出力される。また、クロム線29に
ある一定の電圧が印可されると、熱光学効果によりコア
11の屈折率が変化し、コア11を伝搬する光の位相が
変化することにより、カプラ115で合波された光はポ
ート3から出力される。このように、2つのカプラの間
において一方の光導波路113aの位相を変化させるこ
とにより、電圧OFF時にはポート4から、ON時には
ポート3から出力される、光スイッチング機能を有する
光スイッチとして動作させることができる。
In the optical switch configured as described above, light enters from port 1 and is coupled by coupler 114 to 50:
Branched to 50. When no voltage is applied to the chrome wire 29 by the power supply 30, the chromium wire 29 is multiplexed again by the coupler 115 and output from the port 4. Further, when a certain voltage is applied to the chrome wire 29, the refractive index of the core 11 changes due to the thermo-optic effect, and the phase of light propagating through the core 11 changes, so that the light is multiplexed by the coupler 115. Light is output from port 3. As described above, by changing the phase of one optical waveguide 113a between the two couplers, it is possible to operate as an optical switch having an optical switching function, which is output from the port 4 when the voltage is OFF and from the port 3 when the voltage is ON. Can be.

【0045】また、本実施の形態4では、図13(a)
(b)に示すように光導波路型スイッチのコア11を挟
むように近接して金属クラッド281を形成することに
よりPDL補償部28a,28bを構成している。尚、
図13(b)は図13(a)のB−B’線についての断
面図である。このように、コアの側面近くに金属部(金
属クラッド281)が存在すると横偏光の損失が大きく
なるように作用するため、これを利用してPDLの補償
が可能となる。また、本実施の形態4では、金属クラッ
ド281の長さを変えることにより容易に損失量の設定
が可能である。
In the fourth embodiment, FIG.
As shown in (b), PDL compensators 28a and 28b are formed by forming a metal clad 281 close to and sandwiching the core 11 of the optical waveguide switch. still,
FIG. 13B is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. As described above, the presence of the metal portion (metal clad 281) near the side surface of the core acts to increase the loss of the laterally polarized light, so that PDL can be compensated for by utilizing this. In the fourth embodiment, the loss amount can be easily set by changing the length of the metal clad 281.

【0046】実施の形態5 本発明に係る実施の形態5の光導波路デバイスは、実施
の形態4と同様の光スイッチであって、以下の点で実施
の形態4とは異なる。すなわち、実施の形態5の光スイ
ッチは、図15に示すように、実施の形態4のPDL補
償部28a,28bに代えて、光スイッチを構成する光
導波路113a及び光導波路113bにそれぞれ垂直に
溝を形成し、その溝に偏波依存損失を有する偏波依存損
失膜31を挿入することによりPDL補償部を作製して
いる。尚、図15(b)は図15(a)のC−C’線で
の断面図である。図において、実施の形態1〜4と同様
のものには同様の符号を付して示している。
Fifth Embodiment An optical waveguide device according to a fifth embodiment of the present invention is an optical switch similar to that of the fourth embodiment, and differs from the fourth embodiment in the following points. That is, as shown in FIG. 15, the optical switch according to the fifth embodiment is different from the PDL compensators 28a and 28b according to the fourth embodiment in that the optical switch 113a and the optical waveguide 113b are vertically grooved. Is formed, and a PDL compensator is manufactured by inserting a polarization dependent loss film 31 having a polarization dependent loss into the groove. FIG. 15B is a cross-sectional view taken along line CC ′ of FIG. In the figure, the same components as those in the first to fourth embodiments are denoted by the same reference numerals.

【0047】本実施の形態5では、偏波依存損失膜とし
て島状金薄膜を成膜したフィルムを引き延ばしたものを
用い、それを光導波路型スイッチの出力側に形成した溝
に挿入し、紫外線硬化型樹脂により接着した。島状金属
薄膜は、金属薄膜形成のごく初期段階において普通にみ
られる構造であり、ナノメートルサイズの金属粒子
(島)が2次元的に分布した構造の薄膜である。このよ
うな薄膜は、そのままでは薄膜面内で光学的に等方であ
るが、一方向に引き延ばすと、偏光選択性を有する膜と
なり、PDL補償材料として使用できる。フィルムを引
き延ばした方向と島の長軸方向は一致し、例えば、横偏
光の損失が大きくなるようにするためには、島の長軸方
向が横方向に平行になるようにフィルムを挿入する。
In the fifth embodiment, a stretched film of an island-shaped gold thin film is used as the polarization dependent loss film, and the stretched film is inserted into a groove formed on the output side of the optical waveguide type switch, and an ultraviolet ray is applied. Bonded with a curable resin. The island-shaped metal thin film has a structure that is commonly seen in the very early stage of metal thin film formation, and has a structure in which nanometer-sized metal particles (islands) are two-dimensionally distributed. Such a thin film is optically isotropic in the plane of the thin film as it is, but when stretched in one direction, becomes a film having polarization selectivity and can be used as a PDL compensation material. The direction in which the film is stretched coincides with the long axis direction of the island. For example, in order to increase the loss of transversely polarized light, the film is inserted so that the long axis direction of the island is parallel to the horizontal direction.

【0048】以上のように構成された実施の形態5の光
導波路デバイスは、実施の形態4と同様に動作して同様
の効果を有する。
The optical waveguide device of the fifth embodiment configured as described above operates in the same manner as the fourth embodiment and has the same effects.

【0049】実施の形態6.本発明に係る実施の形態6
の光導波路デバイスは、図16に示すように、一部分に
おいて導波路間が結合するようにその一部分で近接して
設けられた2つの光導波路116a,116bを備え、
光導波路116a,116bにそれぞれ、所定の波長の
光を反射させる反射型グレーティング32を形成するこ
とにより構成した光導波路型帯域通過フィルタである。
本実施の形態6では、光導波路116aの出力側(ポー
ト2側)のコアに斜めの溝を形成し、そこへ互いに屈折
率の異なる複数の誘電体層が積層されてなる誘電体多層
膜33を、各誘電体層の積層面がコア部の光の進行方法
に直交しないように挿入することによりPDL補償部を
構成した。このように設けられた誘電体多層膜33は、
実質的に斜めグレーティングと同様に動作し、光の進行
方向に対する溝の角度をPDLを補償するような角度に
設定することにより、PDLを補償することができる。
Embodiment 6 FIG. Embodiment 6 according to the present invention
As shown in FIG. 16, the optical waveguide device includes two optical waveguides 116a and 116b provided close to each other in a part so as to couple between the waveguides in a part thereof.
This is an optical waveguide band-pass filter formed by forming a reflection grating 32 that reflects light of a predetermined wavelength on each of the optical waveguides 116a and 116b.
In the sixth embodiment, a diagonal groove is formed in the core on the output side (port 2 side) of the optical waveguide 116a, and a plurality of dielectric layers having different refractive indices are laminated thereon. Was inserted so that the laminated surface of each dielectric layer did not intersect orthogonally with the light propagation method of the core part, thereby forming a PDL compensation unit. The dielectric multilayer film 33 provided in this manner is
The PDL can be compensated by operating substantially in the same manner as the oblique grating, and setting the angle of the groove with respect to the light traveling direction to an angle that compensates for the PDL.

【0050】以上ように構成された光導波路型帯域通過
フィルタにおいて、ポート1から光導波路116aに入
力された光は、結合部分で光導波路116a,116b
に分配されて、所定の波長を有する光はそれぞれ反射型
グレーティング32で反射される。反射された光は、結
合部分で合成されて、光導波路116a及び誘電体多層
膜33を介してポート2から出力される。このようにし
て、ポート1から入力される光のうち、所定の波長を有
する光のみがポート2から出力される。このとき、各光
導波路116a,116bの伝搬及び結合部分等の通過
の際に、偏波によって損失が異なるが、誘電体多層膜3
3からなるPDL補償部によって補償されるので、PD
Lの小さいフィルタが構成できる。
In the optical waveguide band-pass filter configured as described above, the light input from the port 1 to the optical waveguide 116a passes through the optical waveguides 116a and 116b at the coupling portion.
And light having a predetermined wavelength is reflected by the reflection grating 32. The reflected light is combined at the coupling portion and output from the port 2 via the optical waveguide 116a and the dielectric multilayer film 33. In this way, of the light input from port 1, only light having a predetermined wavelength is output from port 2. At this time, when the optical waveguides 116a and 116b propagate and pass through the coupling portion, the loss differs depending on the polarization.
3 is compensated by the PDL compensator composed of
A filter having a small L can be configured.

【0051】実施の形態7 本発明に係る実施の形態7の光導波路デバイスは、図1
7に示すように、一部分において導波路間が結合するよ
うにその一部分で近接して設けられた2つの光導波路1
17a,117bを備え、光導波路117a,117b
にそれぞれ、所定の波長の光を反射させかつPDL補償
部の機能を兼ね備えた反射型斜めグレーティング34を
形成することにより構成した光導波路型帯域通過フィル
タである。
Seventh Embodiment An optical waveguide device according to a seventh embodiment of the present invention is shown in FIG.
As shown in FIG. 7, two optical waveguides 1 provided close to one another so as to couple between the waveguides in one part
17a and 117b, and optical waveguides 117a and 117b.
Are optical waveguide band-pass filters each formed by forming a reflection type oblique grating 34 that reflects light of a predetermined wavelength and also has a function of a PDL compensator.

【0052】本実施の形態7における反射型斜めグレー
ティング34は、所定の波長の光を反射するように設け
られ、かつ光の進行方法に対して反射面が直交しないよ
うに斜めに設けられており、PDL補償部として動作す
る。すなわち、実施の形態1の斜めグレーティングの動
作で説明したように、反射面を斜めにすることで、各偏
光に対応して反射率が変化する。従って、光の進行方向
に対する反射面の角度をPDLを補償するような角度に
設定することにより、実質的に実施の形態1の斜めグレ
ーティングと同様に機能させることができ、PDLを補
償することができる。
The reflection type oblique grating 34 according to the seventh embodiment is provided so as to reflect light of a predetermined wavelength, and is provided obliquely so that the reflection surface is not orthogonal to the light traveling method. , PDL compensator. That is, as described in the operation of the oblique grating of the first embodiment, by making the reflecting surface oblique, the reflectance changes corresponding to each polarized light. Therefore, by setting the angle of the reflection surface with respect to the traveling direction of light to an angle that compensates for PDL, it is possible to function substantially the same as the oblique grating of the first embodiment, and to compensate for PDL. it can.

【0053】実施の形態8.本発明に係る実施の形態8
の光導波路デバイスは、図18に示すように、実施の形
態2のY分岐導波路において、斜めグレーティング81
a,81bをその端部が基板9の出射側の一側面に達す
るように形成され、作製したY分岐光導波路の損失を測
定した結果に基づいて、斜めグレーティング部を一部切
断して又は研磨して長さを最適化することによりPDL
の補償量を調整できるようにしたものである。
Embodiment 8 FIG. Embodiment 8 according to the present invention
As shown in FIG. 18, the optical waveguide device according to
a, 81b are formed such that their ends reach one side of the emission side of the substrate 9, and based on the result of measuring the loss of the manufactured Y-branch optical waveguide, the oblique grating portion is partially cut or polished. PDL by optimizing the length
Can be adjusted.

【0054】実施の形態9.本発明に係る実施の形態9
の光導波路デバイスは、実施の形態2,3等と同様、1
つの光導波路112が途中で2つの光導波路112a,
112bに分岐するように形成されたY分岐光導波路で
ある。実施の形態9の光導波路デバイスは、図19に示
すように、光導波路112a,112bに、台形形状屈
折率分布部36a,36bをPDL補償部として用いて
構成している。
Embodiment 9 FIG. Embodiment 9 according to the present invention
Is similar to the second and third embodiments and the like.
Two optical waveguides 112a, two optical waveguides 112a,
This is a Y-branch optical waveguide formed to branch to 112b. As shown in FIG. 19, the optical waveguide device according to the ninth embodiment is configured such that trapezoidal refractive index distribution sections 36a and 36b are used as PDL compensation sections in optical waveguides 112a and 112b.

【0055】この実施の形態9の光導波路デバイスにお
ける台形形状屈折率分布部36a,36bは、複数の台
形柱状の屈折率領域361が光導波路112a,112
bの各コア部に並置して形成されてなり、実施の形態3
で説明した三角形状屈折率分布部26a,26bと同様
の原理で各偏光の損失を補償する。すなわち、各台形柱
状の屈折率領域361の光(偏光)の入射面(三角柱形
状の1つの側面)を光の伝搬方向と直交しないように所
定の角度になるように各台形柱形状の屈折率領域361
を形成することにより、入射面の反射率が各偏光に対し
て異なることから、実施の形態1及び2の斜めグレーテ
ィングと同様に動作させることができる。
In the optical waveguide device according to the ninth embodiment, the trapezoidal refractive index distribution portions 36a and 36b have a plurality of trapezoidal columnar refractive index regions 361 as the optical waveguides 112a and 112.
Embodiment 3 is formed so as to be juxtaposed with each core part of Embodiment 3.
The loss of each polarized light is compensated by the same principle as that of the triangular refractive index distribution portions 26a and 26b described in the above. That is, the refractive index of each trapezoidal column is set so that the light (polarized light) incident surface (one side surface of the triangular prism) of each trapezoidal columnar refractive index region 361 is at a predetermined angle so as not to be orthogonal to the light propagation direction. Area 361
Is formed, since the reflectance of the incident surface is different for each polarized light, it is possible to operate similarly to the oblique gratings of the first and second embodiments.

【0056】またさらに、実施の形態9の光導波路デバ
イスにおける台形形状屈折率分布部36a,36bは、
図19に示すように、その端部が基板9の出射側の一側
面に達するように形成され、作製したY分岐光導波路の
損失を測定した結果に基づいて、例えば、図中35の符
号を付して示す切断線に沿って台形形状屈折率分布部3
6a,36bの一部切断して又は研磨して長さを最適化
することによりPDLの補償量を調整できるように構成
されている。
Further, the trapezoidal refractive index distribution portions 36a and 36b in the optical waveguide device of the ninth embodiment are
As shown in FIG. 19, based on the result of measuring the loss of the manufactured Y-branch optical waveguide formed so that the end thereof reaches one side of the emission side of the substrate 9, for example, the reference numeral 35 in the figure is used. Trapezoidal shape refractive index distribution section 3 along the cutting line shown
It is configured such that the amount of PDL compensation can be adjusted by optimizing the length by partially cutting or polishing the portions 6a and 36b.

【0057】実施の形態10.本発明に係る実施の形態
10の光導波路デバイスは、図21に示すように、PD
L補償部28a,28bをその端部が基板9の出射側の
一側面に達するように形成されている以外は、実施の形
態4の光スイッチと同様に構成される。すなわち、実施
の形態10の光スイッチは、作製した光スイッチの損失
を測定した結果に基づいて、例えば図において35の符
号を付して示す切断線に沿って、PDL補償部28a,
28bを一部切断して又は研磨して長さを最適化するこ
とによりPDLの補償量を調整できるようにしたもので
ある。
Embodiment 10 FIG. The optical waveguide device according to the tenth embodiment of the present invention has a PD as shown in FIG.
The optical switches of the fourth embodiment are configured in the same manner as the optical switch of the fourth embodiment, except that the L compensating portions 28a and 28b are formed so that the ends thereof reach one side surface on the emission side of the substrate 9. In other words, the optical switch according to the tenth embodiment, based on the result of measuring the loss of the manufactured optical switch, for example, along the cutting line indicated by reference numeral 35 in FIG.
The amount of PDL compensation can be adjusted by optimizing the length by partially cutting or polishing 28b.

【0058】実施の形態11.本発明に係る実施の形態
11の光導波路デバイスは、実施の形態2,3等と同
様、1つの光導波路112が途中で2つの光導波路11
2a,112bに分岐するように形成されたY分岐光導
波路である。実施の形態11の光導波路デバイスは、図
22に示すように、分岐前の光導波路112に、実施の
形態9に用いたPDL補償部と同様に構成された台形形
状屈折率分布部36をPDL補償部として形成し、分岐
された光導波路112a,112bにはPDL補償部を
形成することなくこ構成している。
Embodiment 11 FIG. The optical waveguide device according to the eleventh embodiment of the present invention is similar to the optical waveguide devices according to the second and third embodiments in that one optical waveguide 112 has two optical waveguides 11 in the middle.
This is a Y-branch optical waveguide formed so as to branch into 2a and 112b. In the optical waveguide device according to the eleventh embodiment, as shown in FIG. 22, a trapezoidal refractive index distribution section 36 having the same configuration as the PDL compensation section used in the ninth embodiment is added to the optical waveguide 112 before branching. The optical waveguides 112a and 112b are formed as compensating sections, and are configured without forming a PDL compensating section.

【0059】以上のように構成された実施の形態11の
Y分岐導波路は、他の実施の形態にかかるY分岐導波路
と同様の作用効果を有する。本実施の形態11ではさら
に、PDL補償部を作製した後に、PDL補償部にX線
を照射し、PDLの補償量を微調整することが好まし
い。すなわち、X線を照射すると、PDL補償部の屈折
率が変化することを利用し、補償量の微調整をすること
ができる。
The Y-branch waveguide according to the eleventh embodiment configured as described above has the same function and effect as the Y-branch waveguide according to the other embodiments. In the eleventh embodiment, after the PDL compensator is manufactured, it is preferable to irradiate the PDL compensator with X-rays and finely adjust the PDL compensation amount. That is, it is possible to finely adjust the compensation amount by utilizing the fact that the irradiation of X-ray changes the refractive index of the PDL compensator.

【0060】実施の形態12.本発明に係る実施の形態
12の光導波路デバイスは、図24に示すように、図1
7に示した実施の形態7の光導波路型帯域通過フィルタ
においてさらに、曲線導波路部37を設けた光導波路型
帯域通過フィルタであり、それ以外は実施の形態7と同
様に構成される。すなわち、実施の形態12の光導波路
型帯域通過フィルタでは、曲線導波路部37において、
光導波路117aと連続する曲線導波路371aを形成
しかつ光導波路117bと連続する曲線導波路371b
を形成したことを特徴としている。
Embodiment 12 FIG. The optical waveguide device according to the twelfth embodiment of the present invention has a structure as shown in FIG.
The optical waveguide band-pass filter according to the seventh embodiment shown in FIG. 7 is further provided with a curved waveguide portion 37, and is otherwise the same as the seventh embodiment. That is, in the optical waveguide band-pass filter according to the twelfth embodiment, in the curved waveguide portion 37,
A curved waveguide 371a continuous with the optical waveguide 117a and formed with a curved waveguide 371b continuous with the optical waveguide 117b
Is formed.

【0061】以上のように構成された実施の形態12の
光導波路型帯域通過フィルタは、曲線導波路部37以外
は実施の形態7の光導波路型帯域通過フィルタと同様に
構成されているので、実施の形態7と同様の効果を有
し、さらに以下の効果を有する。すなわち、曲線光導波
路371a,371bを曲線形状に形成しているので、
その曲率に応じた小さなPDLが発生しているため、こ
の部分を切断あるいは研磨することによりデバイス全体
のPDLの値を微調整できる。
The optical waveguide band-pass filter of the twelfth embodiment configured as described above has the same configuration as the optical waveguide band-pass filter of the seventh embodiment except for the curved waveguide portion 37. The third embodiment has the same effects as the seventh embodiment, and further has the following effects. That is, since the curved optical waveguides 371a and 371b are formed in a curved shape,
Since a small PDL corresponding to the curvature is generated, the value of the PDL of the entire device can be finely adjusted by cutting or polishing this portion.

【0062】[0062]

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る各実施例
について説明する。 実施例1.実施例1の光導波路デバイスは、実施の形態
1に係る3dBカプラであって、以下のように作製され
る。薄膜を成膜する際に用いる気相成長法は、物理的エ
ネルギーを供給して固体表面の原子、分子を解離、気化
させて、それを基板上に薄膜として堆積させるPVD
(Physical vapor deposition)法と、揮発性物質を
原料とし、化学反応を通して固体化するCVD(Chemi
cal vapor deposition)法に大別される。PVD法で
は、基本的には原料の固体と同じ組成を有する薄膜が生
成するのに対し、CVD法では、化学反応を経て分解し
た原料ガス中の特定の成分を膜として固定するので、同
一原料を用いても、反応条件により生成する薄膜の組成
は大きく変化する。しかしながら、一般にCVD膜は、
基板との密着性やまわり込みが良く、複雑な形状の基板
にも均一にコーティングできる。また、他の方法と比べ
て析出速度が大きいため、量産化が比較的容易で生産性
が高いなどの長所があることから、本実施例1では、オ
ゾン酸化型CVD(Chemical vapor deposition)法
を用いて図2の3dBカプラを作製した。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1 FIG. The optical waveguide device of Example 1 is the 3 dB coupler according to Embodiment 1, and is manufactured as follows. The vapor phase epitaxy method used when forming a thin film is a method in which physical energy is supplied to dissociate and vaporize atoms and molecules on a solid surface and deposit it as a thin film on a substrate.
(Physical vapor deposition) method and CVD (Chemi), which uses volatile substances as raw materials and solidifies through chemical reactions.
cal vapor deposition) method. In the PVD method, a thin film having basically the same composition as the solid of the raw material is generated, whereas in the CVD method, a specific component in the raw material gas decomposed through a chemical reaction is fixed as a film. Even when is used, the composition of the formed thin film changes greatly depending on the reaction conditions. However, in general, a CVD film is
It has good adhesion to the substrate and wraparound, and can even coat substrates with complicated shapes. In addition, in the first embodiment, the ozone oxidation type CVD (Chemical vapor deposition) method is used because the deposition rate is higher than other methods, and mass production is relatively easy and the productivity is high. The 3 dB coupler of FIG.

【0063】図5は本実施例1の3dBカプラを製造す
るための成膜装置(CVD装置)を示す概略構成図であ
る。図5において、13はキャリアガス導入口、14は
流量調節器、15は原料容器、16は反応管、17は酸
素ガス導入口、18はオゾナイザ、19は排出口であ
る。図5のCVD装置では3個の原料容器15を備えて
おり、3種類のCVD原料蒸気を同時に基板9上に供給
できる。使用した原料は、テトラエチルオルソシリケー
ト(化学式Si(OC254:以下TEOSと略
す)、ボロントリプロポキサイド(化学式B(OC
373:以下TEBと略す)、ゲルマニウムテトラエ
ソキサイド(化学式Ge(OC254:以下TEGと
略す)である。キャリアガス導入口13から導入し、排
出口19から排出するキャリアガスは、高純度アルゴン
ガスとした。各原料容器15ごとに流量調節器14が付
属しており、各原料の蒸気の流量を独立に制御できる。
従って、3種類のアルコキシド原料を任意の割合で反応
管16内の基板9上へ輸送することができる。各原料の
割合によってCVD膜の屈折率を制御できる。酸素ガス
導入口17からオゾナイザ18へ酸素ガスを導入し、生
成した8%のオゾンを含む酸素ガスを反応管16へ導入
すると共に、基板9の温度を300℃として、原料の分
解、反応を促進させ、反応管16内に設置した基板9に
所望の膜を成膜する。基板9は、3インチ径のシリコン
基板を使用した。真空度は50Torr、成膜速度は1
0μm/時間とした。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a film forming apparatus (CVD apparatus) for manufacturing the 3 dB coupler of the first embodiment. In FIG. 5, 13 is a carrier gas inlet, 14 is a flow controller, 15 is a raw material container, 16 is a reaction tube, 17 is an oxygen gas inlet, 18 is an ozonizer, and 19 is an outlet. The CVD apparatus shown in FIG. 5 includes three source containers 15 and can supply three types of CVD source vapors onto the substrate 9 at the same time. The raw materials used were tetraethyl orthosilicate (chemical formula: Si (OC 2 H 5 ) 4 : hereinafter abbreviated as TEOS), boron tripropoxide (chemical formula B (OC
3 H 7 ) 3 : hereinafter abbreviated as TEB), and germanium tetraoxide (chemical formula Ge (OC 2 H 5 ) 4 : hereinafter abbreviated as TEG). The carrier gas introduced from the carrier gas inlet 13 and discharged from the outlet 19 was a high-purity argon gas. A flow controller 14 is attached to each raw material container 15, and the flow rate of the vapor of each raw material can be controlled independently.
Therefore, three kinds of alkoxide raw materials can be transported onto the substrate 9 in the reaction tube 16 at an arbitrary ratio. The refractive index of the CVD film can be controlled by the ratio of each raw material. Oxygen gas is introduced from the oxygen gas inlet 17 into the ozonizer 18, oxygen gas containing 8% ozone is introduced into the reaction tube 16, and the temperature of the substrate 9 is set to 300 ° C. to promote decomposition and reaction of raw materials. Then, a desired film is formed on the substrate 9 installed in the reaction tube 16. As the substrate 9, a silicon substrate having a diameter of 3 inches was used. The degree of vacuum is 50 Torr and the deposition rate is 1
0 μm / hour.

【0064】本実施例1では、図6(a)〜(f)のプ
ロセス工程を経て3dBカプラを作製した。尚、図6は
各工程における基板の断面を模式的に示した図である。
本工程ではまず、図5に示した成膜装置を用いて、シリ
コン基板9上にTEOS、TEBの蒸気のみを供給し、
図6(a)に示すように酸化シリコンにボロン(B)を
含有した石英からなる下クラッド層10を成膜した。下
クラッド層10の厚さは、20μm程度とした。このと
きの下クラッド層10の屈折率は、1.4682であっ
た。次に、TEOSとTEGのアルコキシドを同時に基
板9上に供給して、酸化シリコンにゲルマニウムを含有
した石英からなるコア膜20を6μmの厚さに成膜した
(図6(b))。コア膜20の成膜では、ゲルマニウム
酸化物の含有量が約10%になるように、ゲルマニウム
アルコキシドの蒸気の流量調整を行った。基板9の温度
は、下クラッド層10の成膜の場合と同一とした。
In the first embodiment, a 3 dB coupler was manufactured through the process steps shown in FIGS. FIG. 6 is a diagram schematically showing a cross section of the substrate in each step.
In this step, first, only the vapors of TEOS and TEB are supplied onto the silicon substrate 9 using the film forming apparatus shown in FIG.
As shown in FIG. 6A, a lower clad layer 10 made of quartz containing silicon oxide containing boron (B) was formed. The thickness of the lower cladding layer 10 was about 20 μm. At this time, the refractive index of the lower cladding layer 10 was 1.4682. Next, alkoxides of TEOS and TEG were simultaneously supplied onto the substrate 9 to form a 6 μm thick core film 20 made of quartz containing silicon oxide and germanium (FIG. 6B). In the formation of the core film 20, the flow rate of the germanium alkoxide vapor was adjusted so that the germanium oxide content was about 10%. The temperature of the substrate 9 was the same as in the case of forming the lower cladding layer 10.

【0065】次にコア膜20上に電子ビーム描画を用い
た写真製版法により所望の導波路パターンに対応したク
ロムマスク21を作製し(図6(c))、反応性イオン
エッチング(RIE)でエッチングして所定の導波路幅
のコア層11にパターニングした(図6(d))。コア
の形状は図2(a)のようにした。次にコア層11の上
に、酸化シリコンにボロンを含有した上クラッド層12
をTEOS+TEBの原料で厚さ20μm程度形成し
(図6(e))、光導波路を作製した。この時の基板温
度は300℃であった。屈折率は、上クラッド層12
で、1.4682、ゲルマニウムをドープしたコア層1
1で1.4788であり、屈折率差は約0.7%であっ
た。
Next, a chromium mask 21 corresponding to a desired waveguide pattern is formed on the core film 20 by a photoengraving method using electron beam drawing (FIG. 6C), and reactive ion etching (RIE) is performed. Etching was performed to pattern the core layer 11 having a predetermined waveguide width (FIG. 6D). The shape of the core was as shown in FIG. Next, on the core layer 11, an upper cladding layer 12 containing boron in silicon oxide.
Was formed with a thickness of about 20 μm from a raw material of TEOS + TEB (FIG. 6E) to produce an optical waveguide. The substrate temperature at this time was 300 ° C. The refractive index is the upper cladding layer 12
1.4682, germanium-doped core layer 1
The value of 1.4 was 1.4788, and the refractive index difference was about 0.7%.

【0066】作製した3dBカプラのポート1に、波長
1.55μmのレーザ光を入射し、縦及び横偏光での損
失を測定した。その結果を表1の補償前の欄に示す。同
じポート経路でも、縦偏光と横偏光では損失が異なる。
すなわちPDLが生じている。
Laser light having a wavelength of 1.55 μm was incident on the port 1 of the manufactured 3 dB coupler, and the loss in vertical and horizontal polarization was measured. The results are shown in Table 1 before compensation. Even for the same port path, the loss is different between longitudinally polarized light and transversely polarized light.
That is, PDL has occurred.

【0067】[0067]

【表1】 [Table 1]

【0068】次にPDLを補償するための、斜めグレー
ティングの作製方法について説明する。本実施例1で
は、コア上にグレーティングを作製するために、すなわ
ちコアの屈折率を周期的に変化させるために、図7
(a)に示すような回折格子22を通して紫外光を照射
する方法を採用した。回折格子22の表面と垂直に紫外
光を入射すると、図8に示すように、+と−の1次光L
+,L1-が発生する。この2つの光がある角度をもっ
て平面上に照射されると、平面上にある周期を有する光
の強度分布が発生する。回折格子の周期をΛpとする
と、平面上に発生する光の強度分布の周期Λ=Λp/2
となる。ゲルマニウムをドープしたコア層11にこのよ
うな紫外光が照射されると、光の照射された部分の屈折
率が高くなる光誘起屈折率変化により、紫外光の強度分
布の形状と同じ周期Λの屈折率分布すなわちグレーティ
ングが形成される。この現象による屈折率変化の大きさ
は、紫外光の照射時間あるいは照射パワーが大きいほど
おおきくでき、また前処理として、光導波路を100〜
150気圧程度の水素あるいは重水素の雰囲気中に数日
間以上放置しておくことにより、紫外光の強度による屈
折率変化の大きさは一桁程度大きくできる。本実施例1
ではこのような重水素ローディングを紫外光照射前に1
50気圧で15日間行った。
Next, a method for manufacturing an oblique grating for compensating for PDL will be described. In the first embodiment, in order to fabricate a grating on the core, that is, to periodically change the refractive index of the core, FIG.
A method of irradiating ultraviolet light through the diffraction grating 22 as shown in FIG. When ultraviolet light is incident perpendicular to the surface of the diffraction grating 22, as shown in FIG.
1 + and L1 - are generated. When these two lights are irradiated on a plane at an angle, an intensity distribution of light having a certain period on the plane is generated. Assuming that the period of the diffraction grating is Λp, the period of the intensity distribution of light generated on the plane Λ = Λp / 2
Becomes When such ultraviolet light is irradiated on the germanium-doped core layer 11, the refractive index of the irradiated portion increases, and the light-induced refractive index change causes a change in the period 同 じ of the same shape as the shape of the intensity distribution of the ultraviolet light. A refractive index distribution or grating is formed. The magnitude of the change in the refractive index due to this phenomenon can be increased as the irradiation time or irradiation power of the ultraviolet light increases, and as a pretreatment, the optical waveguide is set to 100 to 100 μm.
By leaving it in an atmosphere of hydrogen or deuterium at about 150 atm for several days or more, the magnitude of change in the refractive index due to the intensity of ultraviolet light can be increased by an order of magnitude. Example 1
Then, such deuterium loading should be performed before UV irradiation.
The test was performed at 50 atm for 15 days.

【0069】表1の補償前の欄に示した結果によると、
ポート1−3経路では縦偏光の透過率を小さく、ポート
1−4経路では横偏光の透過率を小さくする必要があ
る。よってポート1−3経路では図7(a)のように回
折格子を光導波路に対して傾け、ポート1−4経路では
図7(b)のように紫外光の入射方向に対して回折格子
と光導波路を傾けて照射した。斜めグレーティング作製
後の損失測定結果を表1の補正後の欄に示す。このよう
に、補正前ではPDLが0.4dBあったものが、補正
後には0.1dBに低減された。
According to the results shown in the column before compensation in Table 1,
It is necessary to reduce the transmittance of longitudinally polarized light in the port 1-3 route, and to reduce the transmittance of horizontal polarized light in the port 1-4 route. Therefore, the diffraction grating is inclined with respect to the optical waveguide in the port 1-3 route as shown in FIG. 7A, and the diffraction grating is inclined with respect to the incident direction of the ultraviolet light as shown in FIG. 7B in the port 1-4 route. The irradiation was performed with the optical waveguide tilted. The results of the loss measurement after the oblique grating production are shown in the column after correction in Table 1. Thus, the PDL was 0.4 dB before the correction, but was reduced to 0.1 dB after the correction.

【0070】変形例1.変形例1の光導波路デバイス
は、実施例1と同様、実施の形態1に係る3dBカプラ
であって、実施例1では、斜めグレーティングを紫外光
を用いて作製したが、この変形例1ではX線を照射する
ことにより、斜めグレーティングを作製した。尚、この
紫外光をX線に代えた以外は、実施例1と同様にして作
製した。また、屈折率は、上クラッド層12で、1.4
682、ゲルマニウムをドープしたコア層11で1.4
788であり、屈折率差は約0.7%であった。この変
形例1において、PDL補償部8を作製する前(補償
前)の3dBカプラのポート1に、波長1.55μmの
レーザ光を入射し、縦及び横偏光での損失を測定した。
結果を表2の補償前の欄に示す。同じポート経路でも、
縦偏光と横偏光では損失が異なる。すなわちPDLが生
じている。
Modification 1 The optical waveguide device of the first modification is the 3 dB coupler according to the first embodiment as in the first embodiment. In the first embodiment, the oblique grating is manufactured using ultraviolet light. By irradiating a line, an oblique grating was produced. In addition, it produced similarly to Example 1 except having replaced this ultraviolet light with X-ray. The refractive index of the upper cladding layer 12 is 1.4.
682, 1.4 in the core layer 11 doped with germanium.
788, and the refractive index difference was about 0.7%. In the first modification, a laser beam having a wavelength of 1.55 μm was incident on the port 1 of the 3 dB coupler before producing the PDL compensator 8 (before compensation), and the loss in vertical and horizontal polarization was measured.
The results are shown in the column before compensation in Table 2. Even with the same port route,
Loss differs between vertically polarized light and horizontally polarized light. That is, PDL has occurred.

【0071】[0071]

【表2】 [Table 2]

【0072】次にPDLを補償するための、変形例1で
は回折格子22を通してX線をコア上に照射することに
よりグレーティングを形成した。ゲルマニウムをドープ
したコア層11にX線が照射されると、光誘起屈折率変
化により、X線の強度分布の形状と同じ周期Λの屈折率
分布すなわちグレーティングが形成される。この現象に
よる屈折率変化の大きさは、紫外線を照射する場合と同
様、X線の照射時間あるいは照射パワーが大きいほど大
きくなり、また前処理として、光導波路を100〜15
0気圧程度の水素あるいは重水素の雰囲気中に数日間以
上放置しておくことにより、屈折率変化の大きさは一桁
程度大きくなる。本変形例1ではこのような重水素ロー
ディングをX線照射前に150気圧で15日間行った。
Next, in the first modification for compensating for PDL, a grating was formed by irradiating the core with X-rays through the diffraction grating 22. When the core layer 11 doped with germanium is irradiated with X-rays, a refractive index distribution, that is, a grating having the same period と as the shape of the intensity distribution of the X-rays is formed due to the photoinduced refractive index change. The magnitude of the change in the refractive index due to this phenomenon increases as the irradiation time or irradiation power of X-rays increases, as in the case of irradiation with ultraviolet light.
By leaving it in an atmosphere of hydrogen or deuterium at about 0 atm for several days or more, the magnitude of the change in the refractive index increases by about one digit. In Modification 1, such deuterium loading was performed at 150 atm for 15 days before X-ray irradiation.

【0073】表2の補償前の値を見ると、斜めグレーテ
ィング作製前ではポート1−3経路では縦偏光の透過率
を小さく、ポート1−4経路では横偏光の透過率を小さ
くする必要がある。よって実施例1と同様にしてポート
1−3経路では図7(a)のように回折格子を光導波路
に対して傾け、ポート1−4経路では図7(b)のよう
にX線の入射方向に対して回折格子と光導波路を傾けて
照射した。斜めグレーティング作製後の損失測定結果を
表2の補償後の欄に示す。すなわち、補償前ではPDL
が0.3dBであったものが、補償後では0.1dBに
低減された。
Looking at the values before compensation in Table 2, it is necessary to reduce the transmittance of the longitudinally polarized light in the port 1-3 route and the transmittance of the horizontal polarized light in the port 1-4 route before the oblique grating is manufactured. . Therefore, as in the first embodiment, the diffraction grating is inclined with respect to the optical waveguide in the port 1-3 path as shown in FIG. 7A, and the X-ray is incident in the port 1-4 path as shown in FIG. 7B. Irradiation was performed with the diffraction grating and the optical waveguide inclined with respect to the direction. The results of the loss measurement after the oblique grating was made are shown in the column after compensation in Table 2. That is, before compensation, PDL
Was 0.3 dB, but was reduced to 0.1 dB after the compensation.

【0074】変形例2.本変形例は、実施例1と同様に
して作製した3dBカプラにおいて、PDL補償部に紫
外光を照射することにより補償量を微調整し、PDLを
極めて小さな3dBカプラを作製したものである。尚、
本変形例において、屈折率は、上クラッド層12で、
1.4682、ゲルマニウムをドープしたコア層11で
1.4788であり、屈折率差は約0.7%であった。
Modification 2 In this modification, a 3 dB coupler manufactured in the same manner as in the first embodiment, the compensation amount is finely adjusted by irradiating the PDL compensator with ultraviolet light, and a 3 dB coupler having an extremely small PDL is manufactured. still,
In this modification, the refractive index is
It was 1.4688 and 1.4788 for the germanium-doped core layer 11, and the refractive index difference was about 0.7%.

【0075】PDL補償部を作製した後に、本変形例2
ではさらに、PDL補償部に回折格子を通さずに直接紫
外光を照射し、PDLの補償量を微調整した。紫外光を
照射することにより補償部の屈折率が変化することによ
り補償量の微調整が行える。微調整前後のPDLの評価
結果を表3に示す。このように微調整前は0.1dBあ
ったものが0.02dBと非常に小さくできた。
After manufacturing the PDL compensator, the second modification example
Then, the PDL compensator was irradiated directly with ultraviolet light without passing through the diffraction grating to finely adjust the amount of PDL compensation. The compensation amount can be finely adjusted by changing the refractive index of the compensator by irradiating the ultraviolet light. Table 3 shows the PDL evaluation results before and after the fine adjustment. As described above, the value which was 0.1 dB before the fine adjustment was reduced to 0.02 dB.

【0076】[0076]

【表3】 [Table 3]

【0077】実施例2.実施例2の光導波路デバイス
は、実施の形態2に係る、PDL補償部として斜めグレ
ーティング81a,81bを備えたY分岐導波路であ
り、以下のように作製される。図10は本実施例2のY
分岐光導波路の作製に用いた、火炎堆積法による成膜装
置を示す概略構成図であり、図中、23は水素ガス導入
口、24はバーナ、25はターンテーブルである。図に
示すように、アルゴンガスをキャリアガス導入口13か
ら、塩化シリコン(SiCl4)、塩化ボロン(BC
3)、塩化ゲルマニウム(GeCl4)等の液体原料が
収納された原料容器15へ導入し、さらにこれら出発原
料を、水素ガスを用いた酸水素バーナ24へ輸送し、火
炎中にて加水分解して微粉末状のボロンを含む酸化シリ
コンを作製し、これをターンテーブル25上の基板9へ
吹き付けて堆積させる。なお、各原料容器15ごとに流
量調節器14が付属しており、3種類の出発原料を任意
の割合で基板9上へ輸送することができる。各原料の割
合によって成膜される光導波路膜の厚み方向の屈折率を
制御できる。すなわち、火炎堆積の当初はボロンを含む
酸化シリコンのみを吹き付け、下クラッド層10を形成
し、その後屈折率に応じてゲルマニウムを約10%前後
ドープしてコア膜を形成する。ただし、酸化シリコンの
微粒子膜堆積後、1000から1200℃の温度で透明
化のための熱処理を行う必要がある。
Embodiment 2 FIG. The optical waveguide device according to the second embodiment is a Y-branch waveguide according to the second embodiment and provided with oblique gratings 81a and 81b as a PDL compensator, and is manufactured as follows. FIG. 10 shows Y of the second embodiment.
It is a schematic block diagram which shows the film-forming apparatus by the flame deposition method used for manufacture of a branch optical waveguide, In the figure, 23 is a hydrogen gas inlet, 24 is a burner, and 25 is a turntable. As shown in the figure, argon gas is supplied from a carrier gas inlet 13 through silicon chloride (SiCl 4 ), boron chloride (BC).
l 3 ) and a raw material container 15 containing liquid raw materials such as germanium chloride (GeCl 4 ), and these starting materials are transported to an oxyhydrogen burner 24 using hydrogen gas and hydrolyzed in a flame. Thus, silicon oxide containing fine powdered boron is produced, and is sprayed and deposited on the substrate 9 on the turntable 25. A flow controller 14 is attached to each raw material container 15, and three types of starting raw materials can be transported onto the substrate 9 at an arbitrary ratio. The refractive index in the thickness direction of the optical waveguide film formed can be controlled by the ratio of each raw material. That is, at the beginning of the flame deposition, only silicon oxide containing boron is sprayed to form the lower cladding layer 10, and then about 10% of germanium is doped according to the refractive index to form a core film. However, it is necessary to perform a heat treatment for transparency at a temperature of 1000 to 1200 ° C. after the deposition of the silicon oxide fine particle film.

【0078】透明化処理後、スパッタ法や蒸着法によ
り、コア膜上に金属クロム膜を形成し、電子ビーム描画
を用いた写真製版法により、所望の導波路パターンの金
属クロム膜を作製する。その後、RIE(反応性イオン
エッチング)法によりコア膜をエッチングして、金属ク
ロム膜で覆われていないコア膜を取り除き、図9(a)
に示す、所定の形状、所定の幅のコア層11を形成す
る。その後、再びボロンを含みゲルマニウムを含まない
酸化シリコン組成で、火炎堆積法により微粒子を堆積
し、高温熱処理をして上クラッド層12を形成して光導
波路を作製する。コアの形状は図9のようにし、Y分岐
光導波路を2個作製した。Y分岐光導波路AはPDL補
償部を形成しておらず、Y分岐光導波路BはPDL補償
部となる斜めの溝をコアに形成している。光導波路の屈
折率は、クラッド層が1.4572、コア層が1.46
70であり、コア層とクラッド層の屈折率差は0.7%
であった。
After the transparency treatment, a metal chromium film is formed on the core film by a sputtering method or a vapor deposition method, and a metal chromium film having a desired waveguide pattern is formed by a photoengraving method using electron beam drawing. Thereafter, the core film is etched by RIE (reactive ion etching) to remove the core film which is not covered with the metal chromium film.
The core layer 11 having a predetermined shape and a predetermined width is formed as shown in FIG. Thereafter, fine particles are deposited again by a flame deposition method using a silicon oxide composition containing boron and not containing germanium, and a high-temperature heat treatment is performed to form an upper cladding layer 12, thereby producing an optical waveguide. The shape of the core was as shown in FIG. 9, and two Y-branch optical waveguides were produced. The Y-branch optical waveguide A does not form a PDL compensator, and the Y-branch optical waveguide B has an oblique groove serving as a PDL compensator formed in the core. The refractive index of the optical waveguide is 1.4572 for the cladding layer and 1.46 for the core layer.
70, and the refractive index difference between the core layer and the cladding layer is 0.7%.
Met.

【0079】作製したY分岐光導波路のポート1に、波
長1.55μmのレーザ光を入射し、縦及び横偏光での
損失を測定した。結果を表4に示す。表4の補償なしの
欄に示すようにPDL補償をしていないY分岐光導波路
Aでは、ポート1−2経路でも1−3経路でも横偏光の
損失が縦偏光と比較して大きくなっている。すなわちP
DLが生じている。しかしPDL補償部を形成したY分
岐光導波路Bでは、表4の補償ありの欄に示すように、
補償部のない場合と比較してPDLが小さくなっている
ことがわかる。
A laser beam having a wavelength of 1.55 μm was incident on the port 1 of the manufactured Y-branch optical waveguide, and the loss in vertical and horizontal polarization was measured. Table 4 shows the results. As shown in the column of no compensation in Table 4, in the Y-branch optical waveguide A without PDL compensation, the loss of the horizontally polarized light is larger than that of the vertically polarized light in both the port 1-2 path and the 1-3 path. . That is, P
DL has occurred. However, in the Y-branch optical waveguide B in which the PDL compensator is formed, as shown in the column with compensation in Table 4,
It can be seen that the PDL is smaller than in the case without the compensator.

【0080】[0080]

【表4】 [Table 4]

【0081】実施例3.実施例3の光導波路デバイス
は、実施の形態3に係る、PDL補償部として三角形状
屈折率分布部26a,26bを備えたY分岐導波路であ
り、以下のように作製される。尚、本実施例3におい
て、各層は、実施例2と同様の火炎堆積法による成膜装
置を用いて実施例2と同様に作製した。
Embodiment 3 FIG. The optical waveguide device of Example 3 is a Y-branch waveguide according to Embodiment 3 and provided with triangular refractive index distribution portions 26a and 26b as a PDL compensating portion, and is manufactured as follows. In the third embodiment, each layer was manufactured in the same manner as in the second embodiment by using a film deposition apparatus using the same flame deposition method as in the second embodiment.

【0082】実施例2と同様にして、透明化処理をした
後、スパッタ法や蒸着法により、コア膜上に金属クロム
膜を形成し、電子ビーム描画を用いた写真製版法により
所望の導波路パターンの金属クロム膜を作製する。その
後、RIE(反応性イオンエッチング)法によりコア膜
をエッチングして、金属クロム膜で覆われていないコア
膜を取り除き、所定の幅のコアを形成する。その後、再
びボロンを含みゲルマニウムを含まない酸化シリコン組
成で、火炎堆積法により微粒子を堆積し、高温熱処理を
して上クラッド層を形成して光導波路を作製する。コア
の形状は図11のようにした。光導波路の屈折率は、ク
ラッド層が1.4572、コア層が1.4670であ
り、コア層とクラッド層の屈折率差は0.7%であっ
た。
After the transparentizing treatment was performed in the same manner as in Example 2, a metal chromium film was formed on the core film by sputtering or vapor deposition, and the desired waveguide was formed by photolithography using electron beam lithography. A metal chromium film having a pattern is formed. Thereafter, the core film is etched by RIE (reactive ion etching) to remove the core film not covered with the metal chromium film, thereby forming a core having a predetermined width. Thereafter, fine particles are deposited again by a flame deposition method using a silicon oxide composition containing boron and not containing germanium, and a high-temperature heat treatment is performed to form an upper cladding layer, thereby producing an optical waveguide. The shape of the core was as shown in FIG. The refractive index of the optical waveguide was 1.4572 for the cladding layer and 1.4670 for the core layer, and the difference in refractive index between the core layer and the cladding layer was 0.7%.

【0083】作製したY分岐光導波路のポート1に、波
長1.55μmのレーザ光を入射し、縦及び横偏光での
損失を測定した。その結果を表5の補償前の欄に示す。
結果から明かなように、ポート1−2経路でも1−3経
路でも横偏光の損失が縦偏光と比較して大きくなってい
る。すなわちPDLが生じている。
A laser beam having a wavelength of 1.55 μm was incident on the port 1 of the manufactured Y-branch optical waveguide, and the loss in vertical and horizontal polarization was measured. The results are shown in Table 5 before compensation.
As is clear from the results, the loss of the horizontally polarized light is larger in both the port 1-2 path and the 1-3 path compared to the vertically polarized light. That is, PDL has occurred.

【0084】[0084]

【表5】 [Table 5]

【0085】次にPDLを補償するための、三角形状屈
折率分布26の形成方法について説明する。原理は実施
例1のグレーティング形成方法と同じであり、光誘起屈
折率変化現象を用いた。本実施例3でも屈折率変化を大
きくするための前処理として、光導波路を150気圧程
度の重水素の雰囲気中に15日間以上放置し、重水素ロ
ーディングを行った。ローディング後に上クラッド層1
2の上にクロム膜をスパッタ法により成膜し、一般的な
電子ビーム描画を用いた写真製版法により図12に示す
ようにクロムマスク27を設け、クロムマスク27を通
して紫外光を光導波路に直接照射することにより、コア
上に三角形状の屈折率分布が形成される。
Next, a method of forming a triangular refractive index distribution 26 for compensating for PDL will be described. The principle is the same as that of the grating forming method of the first embodiment, and a photo-induced refractive index change phenomenon is used. Also in Example 3, as a pretreatment for increasing the change in the refractive index, the optical waveguide was left in an atmosphere of deuterium at about 150 atm for 15 days or more, and deuterium loading was performed. Upper cladding layer 1 after loading
12, a chromium film is formed by a sputtering method, a chrome mask 27 is provided by a general photoengraving method using electron beam lithography as shown in FIG. 12, and ultraviolet light is directly passed through the chrome mask 27 to the optical waveguide. By irradiation, a triangular refractive index distribution is formed on the core.

【0086】作製したY分岐導波路のポート1に、波長
1.55μmのレーザ光を入射し、縦及び横偏光での損
失を測定した。補償前と補償後の結果を表5に示す。こ
のように補償前では0.4dBあったPDLが、補償後
には0.1dBに低減された。
Laser light having a wavelength of 1.55 μm was incident on the port 1 of the manufactured Y-branch waveguide, and the loss in vertical and horizontal polarization was measured. Table 5 shows the results before and after compensation. As described above, the PDL that was 0.4 dB before the compensation was reduced to 0.1 dB after the compensation.

【0087】実施例4.実施例4の光導波路デバイス
は、実施の形態4に係る、PDL補償部28a,28b
を備えた光スイッチであり、以下のように作製される。
尚、本実施例3において、各層は、実施例2と同様の火
炎堆積法による成膜装置を用いて実施例2と同様に作製
し、酸化シリコンの微粒子膜堆積後、1000から12
00℃の温度で透明化のための熱処理を行った。
Embodiment 4 FIG. The optical waveguide device according to the fourth embodiment is different from the optical waveguide device according to the fourth embodiment in that the PDL compensators 28a and 28b
And is manufactured as follows.
In the third embodiment, each layer is manufactured in the same manner as in the second embodiment by using a film forming apparatus using the same flame deposition method as in the second embodiment.
A heat treatment for transparency was performed at a temperature of 00 ° C.

【0088】透明化処理後、スパッタ法や蒸着法によ
り、コア膜上に金属クロム膜を形成し、電子ビーム描画
を用いた写真製版法により所望の導波路パターンの金属
クロム膜を作製する。その後、RIE(反応性イオンエ
ッチング)法によりコア膜をエッチングして、金属クロ
ム膜で覆われていないコア膜を取り除き、所定の幅のコ
ア層11を形成する。その後、再びボロンを含みゲルマ
ニウムを含まない酸化シリコン組成で、火炎堆積法によ
り微粒子を堆積し、高温熱処理をして上クラッド層5を
形成して光導波路を作製する。コアの形状は図13に示
すようなパターンとした。光導波路の屈折率は、クラッ
ド層が1.4572、コア層が1.4670であり、コ
ア層とクラッド層の屈折率差は0.7%であった。次に
上クラッド層12の上にクロム膜をスパッタ法により成
膜し、一般的な電子ビーム描画を用いた写真製版法によ
り図13に示すようにクロム膜ヒータ29を形成し、光
導波路型スイッチを作製した。
After the transparency treatment, a metal chromium film is formed on the core film by a sputtering method or a vapor deposition method, and a metal chromium film having a desired waveguide pattern is produced by a photoengraving method using electron beam drawing. Thereafter, the core film is etched by RIE (Reactive Ion Etching) to remove the core film not covered with the metal chromium film, thereby forming the core layer 11 having a predetermined width. Thereafter, fine particles are deposited again by a flame deposition method using a silicon oxide composition containing boron and not containing germanium, and a high-temperature heat treatment is performed to form an upper cladding layer 5 to produce an optical waveguide. The shape of the core was a pattern as shown in FIG. The refractive index of the optical waveguide was 1.4572 for the cladding layer and 1.4670 for the core layer, and the difference in refractive index between the core layer and the cladding layer was 0.7%. Next, a chromium film is formed on the upper cladding layer 12 by sputtering, and a chromium film heater 29 is formed as shown in FIG. 13 by a general photoengraving method using electron beam lithography. Was prepared.

【0089】作製した補償前の光導波路型スイッチのポ
ート1に、波長1.55μmのレーザ光を入射し、電圧
ON時、OFF時それぞれの場合の縦及び横偏光での損
失を測定した。その結果を表6の補償前の欄に示す。結
果が示すようにポート1−3経路、1−4経路とも縦偏
光と比較して横偏光の損失が小さくなっている。すなわ
ちPDLが生じている。
A laser beam having a wavelength of 1.55 μm was incident on the port 1 of the fabricated optical waveguide switch before compensation, and the loss in vertical and horizontal polarization was measured when the voltage was ON and when the voltage was OFF. The results are shown in Table 6 before compensation. As shown in the results, the loss of the horizontally polarized light is smaller in each of the ports 1-3 and 1-4 than in the case of the vertically polarized light. That is, PDL has occurred.

【0090】[0090]

【表6】 [Table 6]

【0091】本実施例4ではPDLを補償するために、
コアの近くに金属部を形成した。コアの側面近くに金属
部が存在すると横偏光の損失が大きくなるように作用す
るため、PDLの補償が可能となる。金属部の形成方法
を以下に述べる。まず、上クラッド層12の上にクロム
膜をスパッタ法により成膜し、電子ビーム描画を用いた
写真製版法により図14(a)のようにクロムマスク2
7でマスクする。次に図14(b)のようにウエットエ
ッチングによりコア側面に沿って上クラッド層11を除
去し、その後金属クラッド280をスパッタ法により成
膜する(図14(c))。その後、溝以外に形成された
不要な金属膜は研磨により除去して図13(b)に示す
ような金属クラッド281を形成した。
In the fourth embodiment, in order to compensate for PDL,
A metal part was formed near the core. The presence of the metal portion near the side surface of the core acts to increase the loss of the transverse polarization, so that the PDL can be compensated. The method for forming the metal part will be described below. First, a chromium film is formed on the upper cladding layer 12 by a sputtering method, and a chrome mask 2 is formed by a photoengraving method using electron beam drawing as shown in FIG.
Mask with 7. Next, as shown in FIG. 14B, the upper clad layer 11 is removed along the side surface of the core by wet etching, and then a metal clad 280 is formed by a sputtering method (FIG. 14C). Thereafter, the unnecessary metal film formed other than the groove was removed by polishing to form a metal clad 281 as shown in FIG.

【0092】金属クラッド281を形成した後、作製し
た光導波路型スイッチのポート1に、波長1.55μm
のレーザ光を入射し、電圧ON時、OFF時それぞれの
場合の縦及び横偏光での損失を測定した。結果を表6の
補償後の欄に示す。このようにもともとPDLが0.3
dBあったものが、0.1dBに低減された。
After forming the metal cladding 281, a wavelength of 1.55 μm was applied to the port 1 of the manufactured optical waveguide switch.
And the loss in vertical and horizontal polarized light was measured when the voltage was ON and when the voltage was OFF. The results are shown in the column after compensation in Table 6. Thus, the PDL was originally 0.3
What was dB was reduced to 0.1 dB.

【0093】実施例5.実施例5の光導波路デバイス
は、実施の形態5に係る、偏波依存損失膜31を備えた
光スイッチであり、以下のように作製される。尚、本実
施例5において、各層は、実施例2と同様の火炎堆積法
による成膜装置を用いて実施例2と同様に作製し、酸化
シリコンの微粒子膜堆積後、1000から1200℃の
温度で透明化のための熱処理を行った。
Embodiment 5 FIG. The optical waveguide device according to the fifth embodiment is an optical switch including the polarization dependent loss film 31 according to the fifth embodiment, and is manufactured as follows. In the fifth embodiment, each layer is formed in the same manner as in the second embodiment using a film forming apparatus by the same flame deposition method as in the second embodiment, and after a silicon oxide fine particle film is deposited, a temperature of 1000 to 1200 ° C. And heat treatment for transparency was performed.

【0094】透明化処理後、スパッタ法や蒸着法によ
り、コア膜上に金属クロム膜を形成し、電子ビーム描画
を用いた写真製版法により所望の導波路パターンの金属
クロム膜を作製する。その後、RIE(反応性イオンエ
ッチング)法によりコア膜をエッチングして、金属クロ
ム膜で覆われていないコア膜を取り除き、所定の幅のコ
ア3を形成する。その後、再びボロンを含みゲルマニウ
ムを含まない酸化シリコン組成で、火炎堆積法により微
粒子を堆積し、高温熱処理をして上クラッド層5を形成
して光導波路を作製する。コアの形状は図15(a)の
ようにした。光導波路の屈折率は、クラッド層が1.4
572、コア層が1.4670であり、コア層とクラッ
ド層の屈折率差は0.7%であった。
After the transparency treatment, a metal chromium film is formed on the core film by a sputtering method or a vapor deposition method, and a metal chromium film having a desired waveguide pattern is produced by a photoengraving method using electron beam drawing. Thereafter, the core film is etched by RIE (reactive ion etching) to remove the core film that is not covered with the metal chromium film, thereby forming a core 3 having a predetermined width. Thereafter, fine particles are deposited again by a flame deposition method using a silicon oxide composition containing boron and not containing germanium, and a high-temperature heat treatment is performed to form an upper cladding layer 5 to produce an optical waveguide. The shape of the core was as shown in FIG. The refractive index of the optical waveguide is 1.4 for the cladding layer.
572, the core layer was 1.4670, and the refractive index difference between the core layer and the cladding layer was 0.7%.

【0095】次に上クラッド層12の上にクロム膜をス
パッタ法により成膜し、一般的な電子ビーム描画を用い
た写真製版法により図15(a)のようにクロム電極部
29を形成し、光導波路型スイッチを作製した。
Next, a chromium film is formed on the upper cladding layer 12 by a sputtering method, and a chrome electrode portion 29 is formed as shown in FIG. 15A by a photolithography method using a general electron beam drawing. An optical waveguide switch was manufactured.

【0096】このようにして、クロム電極部29を形成
した光導波路型スイッチのポート1に、波長1.55μ
mのレーザ光を入射し、電圧ON時、OFF時それぞれ
の場合の縦及び横偏光での損失を測定した。その結果を
表7の補償後の欄に示す。結果が示すようにポート1−
3経路、1−4経路とも縦偏光と比較して横偏光の損失
が小さくなっている。すなわちPDLが生じている。
Thus, the wavelength 1.55 μm is applied to the port 1 of the optical waveguide switch on which the chromium electrode portion 29 is formed.
m laser light was incident, and the loss in vertical and horizontal polarization was measured when the voltage was ON and when the voltage was OFF. The results are shown in the column after compensation in Table 7. Port 1-
In each of the three paths and the 1-4 paths, the loss of the horizontally polarized light is smaller than that of the vertically polarized light. That is, PDL has occurred.

【0097】[0097]

【表7】 [Table 7]

【0098】次に、本実施例5では、島状金薄膜を成膜
したフィルムを引き延ばしたものを偏波依存損失膜31
として、光導波路型スイッチの出力側に形成した溝に挿
入して、紫外線硬化型樹脂により接着した。島状金属薄
膜は、金属薄膜形成のごく初期段階において普通にみら
れる構造であり、ナノメートルサイズの金属粒子(島)
が2次元的に分布した構造の薄膜である。このような薄
膜は、そのままでは薄膜面内で光学的に等方であるが、
一方向に引き延ばすと、偏光選択性を有する膜となる。
すなわちPDL補償材料として適用できる。
Next, in the fifth embodiment, a film obtained by forming an island-shaped gold thin film is stretched to form a polarization dependent loss film 31.
And inserted into a groove formed on the output side of the optical waveguide switch, and bonded with an ultraviolet curable resin. An island-shaped metal thin film is a structure that is commonly seen at the very early stage of metal thin film formation, and has nanometer-sized metal particles (islands).
Is a thin film having a structure two-dimensionally distributed. Such a thin film is optically isotropic in the plane of the thin film as it is,
Stretching in one direction results in a film having polarization selectivity.
That is, it can be applied as a PDL compensation material.

【0099】フィルムを引き延ばした方向と島の長軸方
向は一致することから、表7によると横偏光の損失が小
さいので、横偏光の損失が大きくなるように、島の長軸
方向が水平になるようにフィルムを挿入した。
Since the direction in which the film is stretched coincides with the major axis direction of the island, the loss of the transverse polarization is small according to Table 7, so that the major axis direction of the island is horizontal so that the loss of the transverse polarization is large. The film was inserted as shown.

【0100】このようにして作製した光導波路型スイッ
チのポート1に、波長1.55μmのレーザ光を入射
し、電圧ON時、OFF時それぞれの場合の縦及び横偏
光での損失を測定した。その結果を表7の補償後の欄に
示す。このようにもともとPDLが0.3dBあったも
のが、0.1dBに低減された。
A laser beam having a wavelength of 1.55 μm was incident on the port 1 of the optical waveguide switch manufactured as described above, and the loss in the vertical and horizontal polarizations when the voltage was ON and when the voltage was OFF was measured. The results are shown in the column after compensation in Table 7. Thus, what originally had a PDL of 0.3 dB has been reduced to 0.1 dB.

【0101】実施例6.実施例6の光導波路デバイス
は、実施の形態6に係る、互いに屈折率の異なる複数の
誘電体層が積層されてなる誘電体多層膜33をPDL補
償部として備えた光導波路型帯域通過フィルタであり、
以下のように作製される。
Embodiment 6 FIG. The optical waveguide device of Example 6 is an optical waveguide type band-pass filter according to Embodiment 6 and including, as a PDL compensation unit, a dielectric multilayer film 33 in which a plurality of dielectric layers having different refractive indexes are stacked. Yes,
It is produced as follows.

【0102】石英膜の成膜は熱分解CVD法を用いた。
尚、熱分解CVD法に用いる装置は、オゾン酸化型CV
D用の図5の装置と同様である。反応管16へは、亜酸
化窒素ガス(N2O)を導入し、基板9の温度を950
℃として、原料の分解・反応を熱により促進させ、設置
した基板9に成膜する。基板9は、3インチ径のシリコ
ン基板を使用した。成膜速度は、4μm/時間であっ
た。熱分解CVD法は、オゾン酸化CVD法、プラズマ
CVD法等に比べて損失の小さな膜が成膜できる。
The quartz film was formed by a thermal decomposition CVD method.
The apparatus used for the thermal decomposition CVD method is an ozone oxidation type CV.
It is the same as the device of FIG. Nitrous oxide gas (N 2 O) is introduced into the reaction tube 16, and the temperature of the substrate 9 is reduced to 950.
When the temperature is set to ° C., the decomposition and reaction of the raw materials are accelerated by heat, and a film is formed on the substrate 9 provided. As the substrate 9, a silicon substrate having a diameter of 3 inches was used. The deposition rate was 4 μm / hour. In the thermal decomposition CVD method, a film having a smaller loss can be formed as compared with an ozone oxidation CVD method, a plasma CVD method, or the like.

【0103】本実施例6ではまず、オゾン酸化型CVD
法の場合と同様に、酸化シリコン中にボロンを含む下ク
ラッド層10を20ミクロン成膜し(原料はTEOS+
TEB)、その後酸化シリコン中にゲルマニウムを含む
コア膜を成膜する(原料はTEOS+TEG)。その
後、スパッタ法や蒸着法により、コア膜上に金属クロム
膜を形成し、電子ビーム描画を用いた写真製版法により
所望の導波路パターンの金属クロム膜を作製する。その
後、RIE(反応性イオンエッチング)法によりコア膜
をエッチングして、金属クロム膜で覆われていないコア
膜を取り除き、所定の幅のコア層11を形成する。その
後、再びボロンを含みゲルマニウムを含まない酸化シリ
コン組成で、CVD膜を堆積して光導波路を作製する
(原料はTEOS+TEB)。コアの形状は図16のよ
うにした。
In the sixth embodiment, first, an ozone oxidation type CVD
As in the case of the method, a lower cladding layer 10 containing boron in silicon oxide is formed to a thickness of 20 μm (the material is TEOS +
TEB), and then a core film containing germanium in silicon oxide is formed (the raw material is TEOS + TEG). Thereafter, a metal chromium film is formed on the core film by a sputtering method or a vapor deposition method, and a metal chromium film having a desired waveguide pattern is formed by a photoengraving method using electron beam drawing. After that, the core film is etched by RIE (reactive ion etching) to remove the core film not covered with the metal chromium film, thereby forming the core layer 11 having a predetermined width. Thereafter, a CVD film is deposited again with a silicon oxide composition containing boron and not containing germanium to produce an optical waveguide (the raw material is TEOS + TEB). The shape of the core was as shown in FIG.

【0104】次に、コア上にグレーティングを作製する
ために、すなわちコアの屈折率を周期的に変化させるた
めに、回折格子を通して紫外光を照射する方法を採用し
た。回折格子の周期をΛpとすると、コア上に書き込ま
れるグレーティングの周期Λ=Λp/2となる。本実施
の形態では屈折率の分布が生じ易くするために、紫外光
照射前に重水素ローディングを150気圧で15日間行
った。
Next, in order to form a grating on the core, that is, to periodically change the refractive index of the core, a method of irradiating ultraviolet light through a diffraction grating was adopted. Assuming that the period of the diffraction grating is Λp, the period of the grating written on the core is Λ = Λp / 2. In this embodiment, deuterium loading was performed at 150 atm for 15 days before irradiation with ultraviolet light in order to facilitate the distribution of the refractive index.

【0105】次にコア上に斜めの溝を形成し、そこへ誘
電体多層膜33を挿入し、紫外線硬化型樹脂により接着
した。作製した光導波路型帯域通過フィルタのポート1
に、グレーティングの反射波長である波長1.55μm
のレーザ光を入射し、ポート2から出力される信号のP
DLを補償前及び補償後にそれぞれ測定した。その結果
を表8に示す。このように誘電体多層膜を挿入する前
(補償前)はPDLが0.4dBあったものが、挿入後
(補償後)は0.1dBに低減された。
Next, a diagonal groove was formed on the core, a dielectric multilayer film 33 was inserted therein, and bonded with an ultraviolet curing resin. Port 1 of the fabricated optical waveguide bandpass filter
Wavelength 1.55 μm, which is the reflection wavelength of the grating.
Of the signal output from the port 2
DL was measured before and after compensation, respectively. Table 8 shows the results. Thus, the PDL was 0.4 dB before the insertion of the dielectric multilayer film (before compensation), but was reduced to 0.1 dB after the insertion (after compensation).

【0106】[0106]

【表8】 [Table 8]

【0107】実施例7.実施例7の光導波路デバイス
は、実施の形態7に係る、PDL補償部の機能を兼ね備
えた反射型斜めグレーティングを備えた光導波路型帯域
通過フィルタであって、以下のように作製される。石英
膜の成膜及びコアの形成は実施例6と同様に熱分解CV
D法を用いて行い、コアの形状は図17のようにした。
Embodiment 7 FIG. The optical waveguide device of Example 7 is an optical waveguide type band-pass filter provided with a reflection type diagonal grating having a function of a PDL compensator according to Embodiment 7, and is manufactured as follows. The film formation of the quartz film and the formation of the core were performed by the same thermal decomposition CV as in Example 6.
The method was performed using the D method, and the shape of the core was as shown in FIG.

【0108】次に、コア上にグレーティングを作製する
ために、すなわちコアの屈折率を周期的に変化させるた
めに、回折格子を通して紫外光を照射する方法を採用し
た。グレーティングは斜めに書き込むために図7(a)
のような配置で紫外光を照射した。回折格子の周期をΛ
pとすると、コア上に書き込まれるグレーティングの周
期Λ=Λp/(2cosθ)となる。本実施の形態では
屈折率変化が生じ易くするために、紫外光照射前に重水
素ローディングを150気圧で15日間行った。
Next, in order to produce a grating on the core, that is, to periodically change the refractive index of the core, a method of irradiating ultraviolet light through a diffraction grating was adopted. Since the grating is written diagonally, FIG.
Irradiation with ultraviolet light was performed in such an arrangement. The period of the diffraction grating is
Assuming that p, the period of the grating written on the core is Λ = Λp / (2 cos θ). In this embodiment, in order to easily cause a change in the refractive index, deuterium loading was performed at 150 atm for 15 days before irradiation with ultraviolet light.

【0109】作製した光導波路型帯域通過フィルタのポ
ート1に、グレーティングの反射波長である波長1.5
5μmのレーザ光を入射し、ポート2から出力される信
号のPDLを測定した。結果を表9に示す。表9には、
比較のために、グレーティングを垂直に書き込んだもの
を同時に作製して測定しその結果も示している。このよ
うにグレーティングを垂直に書き込んだ場合はPDLが
0.4dBあったものが、グレーティングを斜めにした
場合では0.1dBに低減された。
A wavelength 1.5, which is the reflection wavelength of the grating, is applied to port 1 of the manufactured optical waveguide band-pass filter.
A laser beam of 5 μm was incident, and the PDL of the signal output from the port 2 was measured. Table 9 shows the results. In Table 9,
For comparison, vertical writing of a grating was simultaneously made and measured, and the results are also shown. As described above, when the grating was written vertically, the PDL was 0.4 dB, but when the grating was inclined, the PDL was reduced to 0.1 dB.

【0110】[0110]

【表9】 [Table 9]

【0111】実施例8.実施例8の光導波路デバイス
は、実施の形態8に係る光導波路デバイスであって、実
施例2のY分岐導波路において、斜めグレーティング8
1a,81bをその端部が基板9の出射側の一側面に達
するように形成し、作製したY分岐光導波路の損失を測
定した結果に基づいて、斜めグレーティング部を一部切
断して又は研磨して長さを最適化することによりPDL
の補償量を調整できるようにしたものである。
Embodiment 8 FIG. The optical waveguide device according to the eighth embodiment is the optical waveguide device according to the eighth embodiment.
1a and 81b are formed so that their ends reach one side surface on the emission side of the substrate 9, and based on the result of measuring the loss of the manufactured Y-branch optical waveguide, the oblique grating portion is partially cut or polished. PDL by optimizing the length
Can be adjusted.

【0112】本実施例8では、オゾン酸化型CVD(C
hemical vapor deposition)法で図18のY分岐光導
波路を作製した。本実施例8のY分岐光導波路を製造す
るための成膜装置は実施例1で使用した図5に示すもの
であり、各層の成膜条件実施例1と同様である。すなわ
ち、使用した原料は、テトラエチルオルソシリケート
(化学式Si(OC254:以下TEOSと略す)、
ボロントリプロポキサイド(化学式B(OC373
以下TEBと略す)、ゲルマニウムテトラエソキサイド
(化学式Ge(OC254:以下TEGと略す)であ
った。キャリアガス導入口13から導入し、排出口19
から排出するキャリアガスは、高純度アルゴンガスとし
た。各原料容器15ごとに流量調節器14が付属してお
り、各原料の蒸気の流量を独立に制御できる。従って、
3種類のアルコキシド原料を任意の割合で反応管16内
の基板9上へ輸送することができる。各原料の割合によ
ってCVD膜の屈折率を制御できる。酸素ガス導入口1
7からオゾナイザ18へ酸素ガスを導入し、生成した8
%のオゾンを含む酸素ガスを反応管16へ導入すると共
に、基板9の温度を300℃として、原料の分解、反応
を促進させ、反応管16内に設置した基板9に所望の膜
を成膜する。基板9は、3インチ径のシリコン基板を使
用した。真空度は50Torr、成膜速度は10μm/
時間とした。
In the eighth embodiment, the ozone oxidation type CVD (C
The Y-branch optical waveguide of FIG. 18 was produced by a chemical vapor deposition method. The film forming apparatus for manufacturing the Y-branch optical waveguide of the eighth embodiment is shown in FIG. 5 used in the first embodiment, and the film forming conditions of each layer are the same as those of the first embodiment. That is, the raw materials used were tetraethyl orthosilicate (chemical formula: Si (OC 2 H 5 ) 4 : hereinafter abbreviated as TEOS),
Boron tripropoxide (chemical formula B (OC 3 H 7 ) 3 :
(Hereinafter abbreviated as TEB) and germanium tetraoxide (chemical formula Ge (OC 2 H 5 ) 4 : hereinafter abbreviated as TEG). The carrier gas is introduced from the inlet 13 and the outlet 19
The carrier gas discharged from was a high-purity argon gas. A flow controller 14 is attached to each raw material container 15, and the flow rate of the vapor of each raw material can be controlled independently. Therefore,
The three types of alkoxide raw materials can be transported onto the substrate 9 in the reaction tube 16 at an arbitrary ratio. The refractive index of the CVD film can be controlled by the ratio of each raw material. Oxygen gas inlet 1
Oxygen gas was introduced from 7 into the ozonizer 18 to generate 8
% Of ozone is introduced into the reaction tube 16, and the temperature of the substrate 9 is set to 300 ° C. to accelerate the decomposition and reaction of the raw material to form a desired film on the substrate 9 installed in the reaction tube 16. I do. As the substrate 9, a silicon substrate having a diameter of 3 inches was used. The degree of vacuum is 50 Torr, and the deposition rate is 10 μm /
Time.

【0113】以下、実施例2のY分岐光導波路の作製と
同様にして図18に示すY分岐光導波路を作製した。す
なわち、シリコン基板9上にTEOS、TEBの蒸気の
みを供給し、酸化シリコンにボロン(B)を含有した石
英からなる下クラッド層10を成膜した。下クラッド層
10の厚さは、20μm程度とした。このときの下クラ
ッド層10の屈折率は、1.4682であった。次に、
TEOSとTEGのアルコキシドを同時に基板9上に供
給して、酸化シリコンにゲルマニウムを含有した石英か
らなるコア膜20を6μmの厚さに成膜した。コア膜2
0の成膜では、ゲルマニウム酸化物の含有量が約10%
になるように、ゲルマニウムアルコキシドの蒸気の流量
調整を行った。基板9の温度は、下クラッド層10の成
膜の場合と同一とした。
Hereinafter, a Y-branch optical waveguide shown in FIG. 18 was fabricated in the same manner as in the fabrication of the Y-branch optical waveguide of Example 2. That is, only the vapor of TEOS and TEB was supplied onto the silicon substrate 9 to form the lower cladding layer 10 made of quartz containing silicon oxide containing boron (B). The thickness of the lower cladding layer 10 was about 20 μm. At this time, the refractive index of the lower cladding layer 10 was 1.4682. next,
TEOS and alkoxides of TEG were simultaneously supplied onto the substrate 9 to form a core film 20 made of quartz containing silicon oxide and germanium to a thickness of 6 μm. Core film 2
0, the germanium oxide content is about 10%
The flow rate of the germanium alkoxide vapor was adjusted such that The temperature of the substrate 9 was the same as in the case of forming the lower cladding layer 10.

【0114】次にコア膜20上に電子ビーム描画を用い
た写真製版法により所望の導波路パターンのクロムマス
ク21を作製し、RIEでエッチングして所定の導波路
幅のコア層11にパターニングした。コアの形状は図1
8のようにした。次にコア層11の上に、酸化シリコン
にボロンを含有した上クラッド層12をTEOS+TE
Bの原料で厚さ20μm程度形成し、光導波路を作製し
た。この時の基板温度は300℃であった。屈折率は、
上クラッド層12で、1.4682、ゲルマニウムをド
ープしたコア層11で1.4788であり、屈折率差は
約0.7%であった。
Next, a chromium mask 21 having a desired waveguide pattern was formed on the core film 20 by photolithography using electron beam drawing, and was etched by RIE to be patterned into the core layer 11 having a predetermined waveguide width. . Figure 1 shows the core shape
It was like 8. Next, an upper clad layer 12 containing boron in silicon oxide is formed on the core layer 11 by TEOS + TE.
An optical waveguide was formed with a thickness of about 20 μm using the material B. The substrate temperature at this time was 300 ° C. The refractive index is
The upper cladding layer 12 had a value of 1.4682, and the germanium-doped core layer 11 had a value of 1.4788, and the difference in refractive index was about 0.7%.

【0115】次にPDLを補償するための、斜めグレー
ティングを作製した。コア上にグレーティングを作製す
るために、すなわちコアの屈折率を周期的に変化させる
ために、図7(a)のように、回折格子を通して紫外光
を照射する方法を採用した。本実施の形態では屈折率変
化を生じ易くするために紫外光照射前に重水素ローディ
ングを150気圧で15日間行った。
Next, an oblique grating for compensating for PDL was manufactured. In order to fabricate a grating on the core, that is, to periodically change the refractive index of the core, a method of irradiating ultraviolet light through a diffraction grating as shown in FIG. 7A was adopted. In this embodiment, deuterium loading was performed at 150 atm for 15 days before irradiation with ultraviolet light in order to easily cause a change in the refractive index.

【0116】作製したY分岐光導波路の損失を測定した
結果、PDLは0.20dBとなった。その後、出射側
の斜めグレーティング部を一部切断し、研磨して長さを
最適化することによりPDLの補償量を調整した。微調
整前後の損失測定結果を表10に示す。結果が示すよう
に調整後はPDL0.03dBと非常に小さくできた。
As a result of measuring the loss of the manufactured Y-branch optical waveguide, the PDL was 0.20 dB. Thereafter, the oblique grating portion on the emission side was partially cut and polished to optimize the length, thereby adjusting the amount of PDL compensation. Table 10 shows the loss measurement results before and after the fine adjustment. As shown by the results, after the adjustment, the PDL was as small as 0.03 dB.

【0117】[0117]

【表10】 [Table 10]

【0118】実施例9.実施例9の光導波路デバイス
は、実施の形態9に係る、台形形状屈折率分布部36
a,36bをPDL補償部として適用したY分岐光導波
路である。本実施例では、図5に示すオゾン酸化型CV
D(Chemical vapor deposition)法で図19のY分
岐光導波路を作製した。本装置は、各原料の割合によっ
てCVD膜の屈折率を制御できる。酸素ガス導入口17
からオゾナイザ18へ酸素ガスを導入し、生成した8%
のオゾンを含む酸素ガスを反応管16へ導入すると共
に、基板9の温度を300℃として、原料の分解、反応
を促進させ、反応管16内に設置した基板9に所望の膜
を成膜する。基板9は、3インチ径のシリコン基板を使
用した。真空度は50Torr、成膜速度は10μm/
時間とした。
Embodiment 9 FIG. The optical waveguide device according to the ninth embodiment is different from the optical waveguide device according to the ninth embodiment in that the trapezoidal refractive index distribution section 36 is used.
a and 36b are Y-branch optical waveguides to which a PDL compensator is applied. In this embodiment, the ozone oxidation type CV shown in FIG.
The Y-branch optical waveguide of FIG. 19 was manufactured by the D (Chemical vapor deposition) method. This apparatus can control the refractive index of the CVD film by the ratio of each raw material. Oxygen gas inlet 17
Oxygen gas is introduced into the ozonizer 18 from the
Oxygen gas containing ozone is introduced into the reaction tube 16, and the temperature of the substrate 9 is set to 300 ° C. to accelerate the decomposition and reaction of the raw material to form a desired film on the substrate 9 installed in the reaction tube 16. . As the substrate 9, a silicon substrate having a diameter of 3 inches was used. The degree of vacuum is 50 Torr, and the deposition rate is 10 μm /
Time.

【0119】本実施例9では、実施例2と同様のプロセ
ス工程を経てY分岐光導波路を作製した。すなわち、図
5に示した成膜装置を用いて、シリコン基板9上にTE
OS、TEBの蒸気のみを供給し、酸化シリコンにボロ
ン(B)を含有した石英からなる下クラッド層10を成
膜した。下クラッド層10の厚さは、20μm程度とし
た。このときの下クラッド層10の屈折率は、1.46
82であった。次に、TEOSとTEGのアルコキシド
を同時に基板9上に供給して、酸化シリコンにゲルマニ
ウムを含有した石英からなるコア膜20を6μmの厚さ
に成膜した。コア膜20の成膜では、ゲルマニウム酸化
物の含有量が約10%になるように、ゲルマニウムアル
コキシドの蒸気の流量調整を行った。基板9の温度は、
下クラッド層10の成膜の場合と同一とした。
In the ninth embodiment, a Y-branch optical waveguide was manufactured through the same process steps as in the second embodiment. That is, using the film forming apparatus shown in FIG.
Only the vapors of OS and TEB were supplied to form a lower cladding layer 10 made of quartz containing boron (B) in silicon oxide. The thickness of the lower cladding layer 10 was about 20 μm. At this time, the refractive index of the lower cladding layer 10 is 1.46.
82. Next, alkoxides of TEOS and TEG were simultaneously supplied onto the substrate 9 to form a core film 20 made of quartz containing silicon oxide and germanium to a thickness of 6 μm. In the formation of the core film 20, the flow rate of the germanium alkoxide vapor was adjusted so that the germanium oxide content was about 10%. The temperature of the substrate 9 is
It was the same as the case of forming the lower cladding layer 10.

【0120】次にコア膜20上に電子ビーム描画を用い
た写真製版法により所望の導波路パターンのクロムマス
クを作製し、RIEでエッチングして所定の導波路幅の
コア層11にパターニングした。コアの形状は図19の
ようにした。次にコア層11の上に、酸化シリコンにボ
ロンを含有した上クラッド層12をTEOS+TEBの
原料で厚さ20μm程度形成し、光導波路を作製した。
この時の基板温度は300℃であった。屈折率は、上ク
ラッド層12で、1.4682、ゲルマニウムをドープ
したコア層11で1.4788であり、屈折率差は約
0.7%であった。
Next, a chromium mask having a desired waveguide pattern was formed on the core film 20 by photolithography using electron beam drawing, and was etched by RIE to pattern the core layer 11 having a predetermined waveguide width. The shape of the core was as shown in FIG. Next, on the core layer 11, an upper cladding layer 12 containing boron in silicon oxide was formed with a thickness of about 20 μm using a raw material of TEOS + TEB, thereby producing an optical waveguide.
The substrate temperature at this time was 300 ° C. The refractive index of the upper cladding layer 12 was 1.4682, and the refractive index of the germanium-doped core layer 11 was 1.4788, and the refractive index difference was about 0.7%.

【0121】次にPDLを補償するための、台形状の屈
折率分布の形成方法について説明する。原理は三角形状
の屈折率分布の形成方法と同じであり、光誘起屈折率変
化を用いた。本実施例でも屈折率変化を大きくするため
の前処理として、光導波路を150気圧程度の重水素の
雰囲気中に15日間以上放置し、重水素ローディングを
行った。ローディング後に上クラッド層5の上にクロム
膜をスパッタ法により成膜し、一般的な電子ビーム描画
を用いた写真製版法により図20のようにマスクした。
クロムマスクを通して紫外光を光導波路に直接照射する
ことにより、コア上に台形状の屈折率分布が形成され
る。
Next, a method of forming a trapezoidal refractive index distribution for compensating PDL will be described. The principle is the same as the method of forming a triangular refractive index distribution, and a photo-induced refractive index change is used. Also in this example, as a pretreatment for increasing the change in the refractive index, the optical waveguide was left in an atmosphere of deuterium at about 150 atm for 15 days or more, and deuterium loading was performed. After loading, a chromium film was formed on the upper clad layer 5 by a sputtering method, and was masked as shown in FIG. 20 by a general photolithography method using electron beam drawing.
By irradiating the optical waveguide directly with ultraviolet light through the chrome mask, a trapezoidal refractive index distribution is formed on the core.

【0122】作製したY分岐光導波路の損失を測定した
結果、PDLは0.18dBとなった。その後、出射側
の斜めグレーティング部を一部切断し、研磨して長さを
最適化することによりPDLの補償量を調整した。微調
整前後の損失測定結果を表11に示す。結果が示すよう
に調整後はPDL0.02dBと非常に小さくできた。
As a result of measuring the loss of the manufactured Y-branch optical waveguide, the PDL was 0.18 dB. Thereafter, the oblique grating portion on the emission side was partially cut and polished to optimize the length, thereby adjusting the amount of PDL compensation. Table 11 shows the loss measurement results before and after the fine adjustment. As shown by the results, after the adjustment, the PDL was as small as 0.02 dB.

【0123】[0123]

【表11】 [Table 11]

【0124】実施例10.実施例10の光導波路デバイ
スは、実施の形態10に係る光スイッチである。実施例
10では、実施例4と同様に、光導波路型スイッチのコ
アの近くに金属部を形成することによりPDL補償部を
作製した。本実施例10では更に、金属部を出力側の端
面に接するように形成し、特性を測定した後、切断、研
磨する事によりPDL補償量の最適化を行った。
Embodiment 10 FIG. The optical waveguide device according to the tenth embodiment is the optical switch according to the tenth embodiment. In the tenth embodiment, as in the fourth embodiment, a PDL compensator was manufactured by forming a metal part near the core of the optical waveguide switch. In Example 10, the metal portion was formed so as to be in contact with the end face on the output side, and after measuring the characteristics, the PDL compensation amount was optimized by cutting and polishing.

【0125】尚、光導波路の屈折率は、クラッド層が
1.4572、コア層が1.4670であり、コア層と
クラッド層の屈折率差は0.7%であった。作製した光
導波路型スイッチのポート1に、波長1.55μmのレ
ーザ光を入射し、電圧ON時、OFF時それぞれの場合
の縦及び横偏光での損失を測定した。結果を表12に示
す。このようにもともとPDLが0.3dBあったもの
が、0.1dBに低減された。
The refractive index of the optical waveguide was 1.4572 for the cladding layer and 1.4670 for the core layer, and the difference in refractive index between the core layer and the cladding layer was 0.7%. Laser light having a wavelength of 1.55 μm was incident on port 1 of the manufactured optical waveguide switch, and the loss in vertical and horizontal polarization was measured when the voltage was ON and when the voltage was OFF. Table 12 shows the results. Thus, what originally had a PDL of 0.3 dB has been reduced to 0.1 dB.

【0126】[0126]

【表12】 [Table 12]

【0127】作製した光導波路型スイッチの切断前(微
調整前)の、電圧ON時、OFF時それぞれの場合の損
失を測定した結果、PDLは0.14dBとなった。そ
の後、出射側の金属部を一部切断し、研磨して長さを最
適化することによりPDLの補償量を調整した。微調整
前後の損失測定結果を表12に示す。結果が示すように
調整後はPDL0.02dBと非常に小さくなった。
As a result of measuring the loss at the time of voltage ON and at the time of voltage OFF before cutting (before fine adjustment) of the manufactured optical waveguide switch, the PDL was 0.14 dB. Thereafter, the metal part on the emission side was partially cut and polished to optimize the length, thereby adjusting the amount of PDL compensation. Table 12 shows the loss measurement results before and after the fine adjustment. As shown in the results, after the adjustment, the PDL was as extremely small as 0.02 dB.

【0128】実施例11.実施例11の光導波路デバイ
スは、実施の形態11に係るY分岐光導波路であって、
分岐前の光導波路112に、台形形状屈折率分布部36
をPDL補償部として形成したものである。本実施例1
1では、マスクを通してX線を照射してY分岐光導波路
のコアに台形状の屈折率分布を形成することによりPD
L補償部を作製し、マスクを除去した後にPDL補償部
にX線を照射することによりPDL補償量の微調整を行
い、PDLの非常に小さなY分岐光導波路を作製した。
Embodiment 11 FIG. The optical waveguide device of Example 11 is a Y-branch optical waveguide according to Embodiment 11,
The trapezoidal refractive index distribution section 36 is provided in the optical waveguide 112 before branching.
Is formed as a PDL compensator. Example 1
In the first method, a trapezoidal refractive index distribution is formed on the core of the Y-branch optical waveguide by irradiating X-rays through a mask to form a PD.
After the L compensator was fabricated and the mask was removed, the PDL compensator was finely adjusted by irradiating the PDL compensator with X-rays to produce a Y-branch optical waveguide with a very small PDL.

【0129】本実施例11では、図11に示す火炎堆積
法による成膜装置を用いて実施例3,4と同様にして作
製した。コア膜を形成して1000から1200℃の温
度で透明化のための熱処理を行った後、スパッタ法や蒸
着法により、コア膜上に金属クロム膜を形成し、電子ビ
ーム描画を用いた写真製版法により所望の導波路パター
ンの金属クロム膜を作製する。その後、RIE(反応性
イオンエッチング)法によりコア膜をエッチングして、
金属クロム膜で覆われていないコア膜を取り除き、所定
の幅のコア層11を形成する。その後、再びボロンを含
みゲルマニウムを含まない酸化シリコン組成で、火炎堆
積法により微粒子を堆積し、高温熱処理をして上クラッ
ド層12を形成して光導波路を作製する。コアの形状は
図22のようにした。光導波路の屈折率は、クラッド層
が1.4572、コア層が1.4670であり、コア層
とクラッド層の屈折率差は0.7%であった。
In the eleventh embodiment, a film was formed in the same manner as in the third and fourth embodiments by using a film deposition apparatus according to the flame deposition method shown in FIG. After forming a core film and performing a heat treatment for transparency at a temperature of 1000 to 1200 ° C., a metal chromium film is formed on the core film by a sputtering method or a vapor deposition method, and photolithography using electron beam drawing is performed. A metal chromium film having a desired waveguide pattern is formed by the method. Then, the core film is etched by RIE (reactive ion etching),
The core film not covered with the metal chromium film is removed to form a core layer 11 having a predetermined width. Thereafter, fine particles are deposited again by a flame deposition method using a silicon oxide composition containing boron and not containing germanium, and a high-temperature heat treatment is performed to form an upper cladding layer 12, thereby producing an optical waveguide. The shape of the core was as shown in FIG. The refractive index of the optical waveguide was 1.4572 for the cladding layer and 1.4670 for the core layer, and the difference in refractive index between the core layer and the cladding layer was 0.7%.

【0130】次にPDLを補償するための、台形状の屈
折率分布の形成方法について説明する。原理は実施例1
のグレーティング形成方法と同じであり、光誘起屈折率
変化を用いた。本実施例でも屈折率変化を大きくするた
めの前処理として、光導波路を150気圧程度の重水素
の雰囲気中に15日間以上放置し、重水素ローディング
を行った。ローディング後に上クラッド層12の上にク
ロム膜をスパッタ法により成膜し、一般的な電子ビーム
描画を用いた写真製版法により図23のようにマスクし
た。クロムマスクを通してX線を光導波路に直接照射す
ることにより、コア上に台形状の屈折率分布が形成され
る。本実施例ではY分岐導波路の入射側にPDL補償部
を作製した。
Next, a method of forming a trapezoidal refractive index distribution for compensating PDL will be described. The principle is Example 1
The method is the same as the method of forming the grating described above, and the photoinduced refractive index change is used. Also in this example, as a pretreatment for increasing the change in the refractive index, the optical waveguide was left in an atmosphere of deuterium at about 150 atm for 15 days or more, and deuterium loading was performed. After the loading, a chromium film was formed on the upper cladding layer 12 by a sputtering method, and was masked as shown in FIG. 23 by a general photolithography method using electron beam drawing. By irradiating the optical waveguide directly with X-rays through the chrome mask, a trapezoidal refractive index distribution is formed on the core. In this embodiment, a PDL compensator was manufactured on the incident side of the Y-branch waveguide.

【0131】本実施例ではさらに、クロムマスク29を
エッチングにより除去した後、PDL補償部にX線を照
射し、PDLの補償量を微調整した。X線を照射し、補
償部の屈折率が変化することにより補償量の微調整が行
える。微調整前後のPDLの評価結果を表13に示す。
このように微調整前は0.15dBあったものが0.0
2dBと非常に小さくできた。
In this embodiment, after the chromium mask 29 was removed by etching, the PDL compensator was irradiated with X-rays to finely adjust the amount of PDL compensation. The compensation amount can be finely adjusted by irradiating X-rays and changing the refractive index of the compensation unit. Table 13 shows the PDL evaluation results before and after the fine adjustment.
Thus, the value of 0.15 dB before the fine adjustment is changed to 0.0.
It was as small as 2 dB.

【0132】[0132]

【表13】 [Table 13]

【0133】実施例12.実施例12の光導波路デバイ
スは、実施の形態12に係る光導波路型帯域通過フィル
タであって、実施例7の光導波路型帯域通過フィルタに
おいてさらに、曲線導波路部37を設けたであり、それ
以外は実施例7と同様に作製される。
Embodiment 12 FIG. The optical waveguide device according to the twelfth embodiment is the optical waveguide band-pass filter according to the twelfth embodiment, which is different from the optical waveguide band-pass filter according to the seventh embodiment in that a curved waveguide portion 37 is further provided. Except for this, it is manufactured in the same manner as in Example 7.

【0134】石英膜の成膜は熱分解CVD法で実施例
6、7と同様図5に示す装置を用いて実施する。すなわ
ち、3種類の原料蒸気を同時に基板9上に供給できる。
各原料は、温度制御可能な密閉容器15に充填され、原
料蒸気の流量調整が正確にできる流量調節器14によ
り、それぞれの蒸気の流量を独立に制御でき、3種類の
アルコキシド原料を任意の割合で反応管16内の基板9
上へ輸送することが可能である。それによりCVD膜の
屈折率を制御できる。反応管9へは、亜酸化窒素ガス
(N2O)を導入し、基板9の温度を950℃として、
原料の分解・反応を熱により促進させ、設置した基板9
に成膜する。基板9は、3インチ径のシリコン基板を使
用した。成膜速度は、4μm/時間であった。熱分解C
VD法は、オゾン酸化CVD法、プラズマCVD法等に
比べて損失の小さな膜が成膜できる。
The quartz film is formed by the thermal decomposition CVD method using the apparatus shown in FIG. That is, three types of source vapors can be supplied onto the substrate 9 at the same time.
Each raw material is filled in a closed vessel 15 whose temperature can be controlled, and the flow rate of each vapor can be independently controlled by a flow controller 14 capable of accurately controlling the flow rate of the raw material vapor. And the substrate 9 in the reaction tube 16
It is possible to transport it up. Thereby, the refractive index of the CVD film can be controlled. Nitrous oxide gas (N 2 O) was introduced into the reaction tube 9, and the temperature of the substrate 9 was set to 950 ° C.
Substrate 9 installed by promoting decomposition and reaction of raw materials by heat
Is formed. As the substrate 9, a silicon substrate having a diameter of 3 inches was used. The deposition rate was 4 μm / hour. Pyrolysis C
The VD method can form a film having a smaller loss than the ozone oxidation CVD method, the plasma CVD method, or the like.

【0135】本実施例ではまず、オゾン酸化型CVD法
の場合と同様に、酸化シリコン中にボロンを含む下クラ
ッド層10を20ミクロン成膜し(原料はTEOS+T
EB)、その後酸化シリコン中にゲルマニウムを含むコ
ア膜を成膜する(原料はTEOS+TEG)。その後、
スパッタ法や蒸着法により、コア膜上に金属クロム膜を
形成し、電子ビーム描画を用いた写真製版法により所望
の導波路パターンの金属クロム膜を作製する。その後、
RIE(反応性イオンエッチング)法によりコア膜をエ
ッチングして、金属クロム膜で覆われていないコア膜を
取り除き、所定の幅のコア層11を形成する。その後、
再びボロンを含みゲルマニウムを含まない酸化シリコン
組成で、CVD膜を堆積して光導波路を作製する(原料
はTEOS+TEB)。コアの形状は図24のようにし
た。
In this embodiment, first, as in the case of the ozone oxidation type CVD method, the lower cladding layer 10 containing boron in silicon oxide is formed to a thickness of 20 μm (the material is TEOS + T
EB) Then, a core film containing germanium is formed in silicon oxide (the raw material is TEOS + TEG). afterwards,
A metal chromium film is formed on the core film by a sputtering method or a vapor deposition method, and a metal chromium film having a desired waveguide pattern is formed by a photoengraving method using electron beam drawing. afterwards,
The core film is etched by RIE (Reactive Ion Etching) to remove the core film not covered with the metal chromium film, thereby forming the core layer 11 having a predetermined width. afterwards,
Again, a CVD film is deposited with a silicon oxide composition containing boron and no germanium to produce an optical waveguide (the raw material is TEOS + TEB). The shape of the core was as shown in FIG.

【0136】次に、コア上にグレーティングを作製する
ために、すなわちコアの屈折率を周期的に変化させるた
めに、回折格子を通して紫外光を照射する方法を採用し
た。グレーティングは斜めに書き込むために図7(a)
のような配置で紫外光を照射した。回折格子の周期をΛ
pとすると、コア上に書き込まれるグレーティングの周
期Λ=Λp/(2cosθ)となる。本実施の形態では
屈折率変化が生じ易くするために、紫外光照射前に重水
素ローディングを150気圧で15日間行った。
Next, in order to produce a grating on the core, that is, to periodically change the refractive index of the core, a method of irradiating ultraviolet light through a diffraction grating was adopted. Since the grating is written diagonally, FIG.
Irradiation with ultraviolet light was performed in such an arrangement. The period of the diffraction grating is
Assuming that p, the period of the grating written on the core is Λ = Λp / (2 cos θ). In this embodiment, in order to easily cause a change in the refractive index, deuterium loading was performed at 150 atm for 15 days before irradiation with ultraviolet light.

【0137】作製した光導波路型帯域通過フィルタのポ
ート1に、グレーティングの反射波長である波長1.5
5μmのレーザ光を入射し、ポート2から出力される信
号のPDLを測定した。結果を表14に示す。カプラ部
のPDLを斜めグレーティングによりある程度補償して
いるため、PDLの値は0.09dBと小さい。曲線状
光導波路部にも小さなPDLが発生しているため、この
部分を切断あるいは研磨することによりデバイスのPD
Lの値を微調整できる。曲線状導波路の一部を切断した
後のPDL評価結果を表14に示す、このようにPDL
の値は0.01dBと非常に小さくできた。
A wavelength 1.5, which is the reflection wavelength of the grating, is applied to port 1 of the manufactured optical waveguide band-pass filter.
A laser beam of 5 μm was incident, and the PDL of the signal output from the port 2 was measured. Table 14 shows the results. Since the PDL of the coupler section is compensated to some extent by the diagonal grating, the value of the PDL is as small as 0.09 dB. Since a small PDL is also generated in the curved optical waveguide portion, the PD of the device is cut or polished by cutting or polishing this portion.
The value of L can be finely adjusted. Table 14 shows the PDL evaluation results after cutting a part of the curved waveguide.
Was very small as 0.01 dB.

【0138】[0138]

【表14】 [Table 14]

【0139】[0139]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係る光導波路デバイスは、異なる偏波に対する上記光導
波路デバイスの損失が略同一となるように各偏波に応じ
た伝送損失を有する損失補償部を備えているので、光デ
バイスにおける異なる偏波に対する損失を補償して出力
することができ、光導波路デバイス全体としての偏波依
存損失(PDL)を小さくすることができる。
As described in detail above, the optical waveguide device according to the present invention has a transmission loss corresponding to each polarization such that the loss of the optical waveguide device for different polarizations is substantially the same. Since the optical waveguide device is provided with the loss compensator, it is possible to compensate for and output the loss for different polarizations in the optical device, and to reduce the polarization dependent loss (PDL) of the entire optical waveguide device.

【0140】本発明に係る光導波路デバイスにおいて、
上記光導波路のコア部の一部に、互いに屈折率の異なる
第1領域と第2領域とが交互に形成し、上記第1領域の
入射面が上記光デバイスにおける損失の小さな偏波に対
して損失が大きくなるように、光伝送方向に対して所定
の角度で設けることにより上記損失補償部を形成するこ
とにより、比較的簡単に形成できるので、安価にでき
る。
In the optical waveguide device according to the present invention,
First regions and second regions having different refractive indices are alternately formed in a part of a core portion of the optical waveguide, and an incident surface of the first region is provided for a polarization having a small loss in the optical device. By forming the above-mentioned loss compensating part by providing it at a predetermined angle with respect to the optical transmission direction so as to increase the loss, it can be formed relatively easily, so that the cost can be reduced.

【0141】また、本発明に係る光導波路デバイスで
は、上記第2領域を上記コア部と同一の屈折率を有する
ものとすると、より構成を簡単にできるので、より安価
にできる。
Further, in the optical waveguide device according to the present invention, if the second region has the same refractive index as the core, the structure can be simplified and the cost can be reduced.

【0142】さらに、上記損失補償部は、上記第1領域
が上記入射面と略平行な出力面を有するグレーティング
としてもよく、このようにすると一般的なグレーティン
グを作製する方法を用いることができるので、容易に作
製できる。
Further, the loss compensating section may be a grating in which the first region has an output surface substantially parallel to the incident surface. In this case, a general method of manufacturing a grating can be used. , And can be easily manufactured.

【0143】また、上記グレーティングは上記コア部の
一部に回折格子を介して紫外光またはX線を照射するこ
とにより形成すると、所望の方向の入射面を有する第1
領域が比較的容易に形成できるので、簡単に各偏光に対
する損失を調整できる。
When the grating is formed by irradiating a part of the core with ultraviolet light or X-rays through a diffraction grating, the first grating having an incident surface in a desired direction can be obtained.
Since the region can be formed relatively easily, the loss for each polarized light can be easily adjusted.

【0144】また、上記損失補償部は、上記第1領域を
形成する部分が開口されたマスクを用い、該マスクを介
して紫外線又はX線をコア部に照射することにより、よ
り簡単に第1領域を形成することができ、安価にでき
る。
Further, the loss compensating section can more easily use the mask in which the portion forming the first region is opened, and irradiate the core section with ultraviolet rays or X-rays through the mask, so that the first compensating section can be more easily formed. A region can be formed and the cost can be reduced.

【0145】さらに、上記損失補償部において、上記第
1領域はそれぞれ互いに略平行な入射面を有する三角柱
状又は台形柱状とすることにより、各三角柱状又は各台
形柱状における光の出力面の形成角度により損失量を調
整することができ、上記損失補償部の設計の自由度を向
上させることができる。
Further, in the above-mentioned loss compensating section, the first region is formed in the shape of a triangular prism or trapezoid having substantially parallel incident surfaces, so that the angle of formation of the light output surface in each triangular prism or each trapezoidal prism is obtained. Thus, the amount of loss can be adjusted, and the degree of freedom in designing the loss compensator can be improved.

【0146】また、上記損失補償部は、上記コア部の一
部に近接して金属クラッドを設けて構成することがで
き、このようにすると通常のフォトリソグラフィー技術
及び膜形成技術を用いて形成することができ、容易にか
つ安価にできる。
The loss compensating section can be formed by providing a metal clad near a part of the core section. In this case, the loss compensating section is formed by using ordinary photolithography and film forming techniques. And easily and inexpensively.

【0147】さらに、上記損失補償部において、上記第
1領域は上記クラッドと同一の材料とし、上記第2領域
は上記コア部と同一の材料とすることにより、簡単な構
成の損失補償部にできる。
Further, in the above-mentioned loss compensating part, the first region is made of the same material as that of the clad, and the second region is made of the same material as the core part. .

【0148】また、本発明に係る光導波路デバイスにお
いて、上記損失補償部は、その一端が上記光導波路デバ
イスの出射端又は入射端と一致するように形成すること
により、デバイス作製後にその一端において損失補償部
の長さを調整できるので、損失補償量を微調整でき、精
度よく損失補償をすることができる。
In the optical waveguide device according to the present invention, the loss compensating portion is formed so that one end thereof coincides with the emission end or the incident end of the optical waveguide device. Since the length of the compensator can be adjusted, the loss compensation amount can be finely adjusted, and loss compensation can be performed with high accuracy.

【0149】また、上記光導波路デバイスにおいて、上
記損失補償部を、上記コア部に設けられた溝に偏波依存
損失を有する材料を挿入するようにすると、別体で所定
の損失を有する偏波依存損失材料を作製して用いること
ができるので、損失量を比較的自由に設定することがで
きる。
In the above-mentioned optical waveguide device, when the loss compensating portion is formed by inserting a material having a polarization dependent loss into the groove provided in the core portion, the polarization compensating portion having a predetermined loss can be separately provided. Since the dependent loss material can be prepared and used, the loss amount can be set relatively freely.

【0150】さらに、上記光導波路デバイスにおいて、
上記損失補償部を、上記コア部に設けられた溝に誘電体
多層膜を挿入するようにすると、別体で所定の損失を有
する誘電体多層膜を作製して用いることができるので、
損失量を比較的自由に設定することができる。
Further, in the above optical waveguide device,
When the loss compensating portion is formed by inserting a dielectric multilayer film into a groove provided in the core portion, a dielectric multilayer film having a predetermined loss can be separately manufactured and used.
The amount of loss can be set relatively freely.

【0151】またさらに、上記光導波路デバイスにおい
ては、出射端又は入射端側に曲線光導波路を備えるよう
にすると、その出射端又は入射端から所定の長さの部分
を切断することで、偏波依存損失を調整することがで
き、精度よく損失補償することができる。
Furthermore, in the above optical waveguide device, if a curved optical waveguide is provided on the output end or the input end side, a portion of a predetermined length is cut from the output end or the input end so that the polarization can be reduced. The dependent loss can be adjusted, and the loss can be accurately compensated.

【0152】また、上記光導波路デバイスが少なくとも
1つの反射グレーティングを有するデバイスである場合
には、上記損失補償部として形成したグレーティングが
上記反射グレーティングを兼ねるようにすることで、別
に損失補償部を形成する必要がないので、小型でかつ安
価にできる。
In the case where the optical waveguide device is a device having at least one reflection grating, the grating formed as the loss compensating portion also serves as the reflection grating, so that a separate loss compensating portion is formed. Since there is no need to perform this, it is possible to reduce the size and cost.

【0153】また、本発明に係る光導波路デバイスの第
1の製造方法は、上記光導波路のコア部の一部に、干渉
縞が光の進行方向に直交しないように設けられた回折格
子を介して紫外線又はX線を照射して損失補償部を形成
する工程を含んでいるので、縦偏光の損失が大きな損失
補償部を形成することがてきる。
In the first method of manufacturing an optical waveguide device according to the present invention, a diffraction grating provided on a part of the core portion of the optical waveguide is provided such that interference fringes are not orthogonal to the light traveling direction. And forming a loss compensating portion by irradiating ultraviolet rays or X-rays, thereby forming a loss compensating portion having a large loss of longitudinally polarized light.

【0154】また、本発明に係る光導波路デバイスの第
2の製造方法は、上記光導波路のコア部の一部に、干渉
縞が光の進行方向に直交するように設けられた回折格子
を介して、紫外線又はX線を基板に対して直交しないよ
うに照射して損失補償部を形成する工程を含んでいるの
で、横偏光の損失が大きな損失補償部を形成することが
てきる。
Further, in the second method of manufacturing an optical waveguide device according to the present invention, a part of the core portion of the optical waveguide is provided with a diffraction grating provided so that interference fringes are orthogonal to a traveling direction of light. In addition, since the method includes the step of irradiating the substrate with ultraviolet rays or X-rays so as not to be orthogonal to the substrate, the loss compensating section is formed, so that the loss compensating section having a large loss of the transverse polarization can be formed.

【0155】さらに、本発明に係る光導波路デバイスの
第1及び第2の製造方法において、上記回折格子を除去
した後に、上記損失補償部にさらに紫外線又はX線を照
射して該損失補償部の損失補償量を調整する工程を含む
ことにより、損失補償量を調整することができるので、
精度のよい損失補償部を有する光導波路デバイスを作製
することができる。
Further, in the first and second manufacturing methods of the optical waveguide device according to the present invention, after the diffraction grating is removed, the loss compensating portion is further irradiated with ultraviolet rays or X-rays so that the loss compensating portion is irradiated. By including the step of adjusting the loss compensation amount, the loss compensation amount can be adjusted.
An optical waveguide device having an accurate loss compensator can be manufactured.

【0156】またさらに、本発明に係る光導波路デバイ
スの第1及び第2の製造方法において、損失補償部を形
成する工程の前に、高圧水素処理もしくは高圧重水素処
理をする工程を含むことにより、上記第1領域と第2領
域の屈折率差を大きくできるので、損失補償量を大きく
できる。
Still further, in the first and second manufacturing methods of the optical waveguide device according to the present invention, a step of performing a high-pressure hydrogen treatment or a high-pressure deuterium treatment before the step of forming the loss compensating part is provided. Since the refractive index difference between the first region and the second region can be increased, the loss compensation amount can be increased.

【0157】また、本発明に係る光導波路デバイスの第
3の製造方法は、上記光導波路のコア部の一部に、所定
の間隔でかつ光の進行方向に直交しないように溝を形成
し、該溝を埋めるようにクラッド層を成長させることに
より、コア部の該一部にコア材料とクラッド材料とが交
互に設けられた損失補償部を形成する工程を含んでいる
ので、比較的損失補償量の大きな損失補償部を形成する
ことができる。
Further, in a third method of manufacturing an optical waveguide device according to the present invention, a groove is formed in a part of a core portion of the optical waveguide at a predetermined interval so as not to be orthogonal to a traveling direction of light. By growing the cladding layer so as to fill the groove, a step of forming a loss compensating portion in which the core material and the cladding material are alternately provided in the part of the core portion is included. A large amount of loss compensating part can be formed.

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

【図1】 本発明の光導波路デバイスの基本的な概念を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a basic concept of an optical waveguide device according to the present invention.

【図2】 本発明に係る実施の形態1の光導波路デバイ
ス(3dBカプラ)の構成を示す平面図(a)及び断面
図(b)である。
FIG. 2 is a plan view (a) and a cross-sectional view (b) showing a configuration of an optical waveguide device (3 dB coupler) according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 実施の形態1の斜めグレーティングを示す平
面図である。
FIG. 3 is a plan view showing an oblique grating according to the first embodiment.

【図4】 本発明に係る損失補償の原理を説明するため
の図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of loss compensation according to the present invention.

【図5】 本発明に係る実施例1を作製するために用い
た成膜装置の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a film forming apparatus used for manufacturing Example 1 according to the present invention.

【図6】 本発明に係る実施例1の3dBカプラを製造
する工程における各ステップを示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating each step in a process of manufacturing the 3 dB coupler according to the first embodiment of the present invention.

【図7】 本発明に係る実施例1における斜めグレーテ
ィングの作製方法を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a method for manufacturing an oblique grating in Example 1 according to the present invention.

【図8】 本発明に係る実施例1におけるグレーティン
グの形成原理を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a principle of forming a grating in the first embodiment according to the present invention.

【図9】 本発明に係る実施の形態2のY分岐導波路の
構成を示す平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing a configuration of a Y-branch waveguide according to a second embodiment of the present invention.

【図10】 本発明に係る実施例2のY分岐導波路の作
製に用いる成膜装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a film forming apparatus used for manufacturing a Y-branch waveguide according to a second embodiment of the present invention.

【図11】 本発明に係る実施の形態3のY分岐光導波
路の構成を示す平面図である。
FIG. 11 is a plan view showing a configuration of a Y-branch optical waveguide according to a third embodiment of the present invention.

【図12】 本発明に係る実施例3のY分岐光導波路に
おける三角形状屈折率分布の形成方法を示す平面図であ
る。
FIG. 12 is a plan view illustrating a method of forming a triangular refractive index distribution in a Y-branch optical waveguide according to a third embodiment of the present invention.

【図13】 本発明に係る実施の形態4の光導波路型ス
イッチを示す平面図(a)及び断面図(b)である。
13A and 13B are a plan view and a cross-sectional view illustrating an optical waveguide switch according to a fourth embodiment of the present invention.

【図14】 実施の形態4の光導波路型スイッチの製造
工程の一部を示す図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating a part of the manufacturing process of the optical waveguide switch according to the fourth embodiment.

【図15】 本発明に係る実施の形態5の光導波路型ス
イッチを示す平面図(a)及び断面図(b)である。
15A and 15B are a plan view and a sectional view showing an optical waveguide switch according to a fifth embodiment of the present invention.

【図16】 本発明に係る実施の形態6の光波長フィル
タを示す平面図である。
FIG. 16 is a plan view showing an optical wavelength filter according to a sixth embodiment of the present invention.

【図17】 本発明に係る実施の形態7の光波長フィル
タを示す平面図である。
FIG. 17 is a plan view showing an optical wavelength filter according to a seventh embodiment of the present invention.

【図18】 本発明に係る実施の形態8のY分岐光導波
路を示す平面図である。
FIG. 18 is a plan view showing a Y-branch optical waveguide according to an eighth embodiment of the present invention.

【図19】 本発明に係る実施の形態9のY分岐光導波
路を示す平面図である。
FIG. 19 is a plan view showing a Y-branch optical waveguide according to a ninth embodiment of the present invention.

【図20】 実施の形態9のY分岐光導波路における台
形状屈折率分布の形成方法を示す平面図である。
FIG. 20 is a plan view showing a method of forming a trapezoidal refractive index distribution in the Y-branch optical waveguide according to the ninth embodiment.

【図21】 本発明に係る実施の形態10の光導波路型
スイッチを示す平面図である。
FIG. 21 is a plan view showing an optical waveguide switch according to a tenth embodiment of the present invention.

【図22】 本発明に係る実施の形態11のY分岐光導
波路を示す平面図である。
FIG. 22 is a plan view showing a Y-branch optical waveguide according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図23】 実施の形態11のY分岐光導波路における
台形状屈折率分布の形成方法を示す平面図である。
FIG. 23 is a plan view showing a method of forming a trapezoidal refractive index distribution in the Y-branch optical waveguide according to the eleventh embodiment.

【図24】 本発明に係る実施の形態12の光波長フィ
ルタを示す平面図である。
FIG. 24 is a plan view showing an optical wavelength filter according to a twelfth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,28a,28b PDL補償部、2 光デバイス、
3 入射光、4 横偏光、5 縦偏光、6 出射光、7
屈折率媒質、8,8a,8b,81a,81b斜めグ
レーティング、9 基板、10 下クラッド層、11
コア、12 上クラッド層、13 キャリアガス導入
口、14 流量調節器、15 原料容器、16 反応
管、17 酸素ガス導入管、18 オゾナイザ、19
排出口、20コア膜、21 導波路パターン、22 回
折格子、23 水素ガス導入口、24 バーナ、25
ターンテーブル、26,26a,26b 三角形状屈折
率分布部、27 クロムマスク、28 金属クラッド、
29 ヒーター、30 AC電源、31 偏波依存損失
膜、32 反射型グレーティング、33 誘電体多層
膜、34 反射型斜めグレーティング、35 切断位
置、36,36a,36b台形状屈折率分布、80a
第1屈折率領域、80b 第2屈折率領域、111a,
111b,112,112a,112b,113a,1
13b,116a,116b,117a,117b 光
導波路、114,115 カプラ、261三角柱形状の
屈折率領域、281 金属クラッド、361 台形形状
の屈折率領域。
1, 28a, 28b PDL compensator, 2 optical devices,
3 incident light, 4 horizontally polarized light, 5 vertically polarized light, 6 outgoing light, 7
Refractive index medium, 8, 8a, 8b, 81a, 81b diagonal grating, 9 substrate, 10 lower cladding layer, 11
Core, 12 Upper cladding layer, 13 Carrier gas inlet, 14 Flow controller, 15 Raw material container, 16 Reaction tube, 17 Oxygen gas inlet tube, 18 Ozonizer, 19
Outlet, 20 core film, 21 waveguide pattern, 22 diffraction grating, 23 hydrogen gas inlet, 24 burner, 25
Turntable, 26, 26a, 26b triangular refractive index distribution part, 27 chrome mask, 28 metal clad,
29 heater, 30 AC power supply, 31 polarization dependent loss film, 32 reflection type grating, 33 dielectric multilayer film, 34 reflection type oblique grating, 35 cutting position, 36, 36a, 36b trapezoidal refractive index distribution, 80a
First refractive index region, 80b Second refractive index region, 111a,
111b, 112, 112a, 112b, 113a, 1
13b, 116a, 116b, 117a, 117b Optical waveguide, 114, 115 coupler, 261 triangular prism-shaped refractive index region, 281 metal clad, 361 trapezoidal refractive index region.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹谷 元 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 前川 武之 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 宮下 章志 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 内川 英興 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 2H047 KA04 LA12 PA04 PA05 PA30 QA04 RA08 TA21 2H079 AA06 AA12 BA01 CA05 EA04 EB05 KA20  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Gen Takeya 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsui Electric Co., Ltd. (72) Inventor Takeyuki Maekawa 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Rishi Electric Co., Ltd. (72) Inventor: Akira Miyashita 2-3-2, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan Mitsui Electric Co., Ltd. (72) Inventor: Hideko Uchikawa 2-3-2, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan Rishi Electric Co., Ltd. F term (reference) 2H047 KA04 LA12 PA04 PA05 PA30 QA04 RA08 TA21 2H079 AA06 AA12 BA01 CA05 EA04 EB05 KA20

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上にコア部とクラッド部を有する光
導波路を備え、該光導波路の一部を光デバイスとして動
作させた光導波路デバイスにおいて、異なる偏波に対す
る上記光導波路デバイスの損失が略同一となるように各
偏波に応じた伝送損失を有する損失補償部を備えたこと
を特徴とする光導波路デバイス。
1. An optical waveguide device comprising: an optical waveguide having a core portion and a cladding portion on a substrate, wherein a part of the optical waveguide is operated as an optical device. An optical waveguide device comprising: a loss compensator having a transmission loss according to each polarization so as to be identical.
【請求項2】 上記損失補償部は、上記光導波路のコア
部の一部において、互いに屈折率の異なる第1領域と第
2領域とが交互に形成されてなり、上記第1領域の入射
面が上記光デバイスにおける損失の小さな偏波に対して
損失が大きくなるように、光伝送方向に対して所定の角
度で設けられている請求項1記載の光導波路デバイス。
2. The loss compensating part according to claim 1, wherein a first region and a second region having different refractive indexes are alternately formed in a part of a core portion of the optical waveguide, and an incident surface of the first region is formed. 2. The optical waveguide device according to claim 1, wherein the optical waveguide device is provided at a predetermined angle with respect to the optical transmission direction such that the loss increases with respect to the polarization having a small loss in the optical device.
【請求項3】 上記第2領域は上記コア部と同一の屈折
率を有する請求項2記載の光導波路デバイス。
3. The optical waveguide device according to claim 2, wherein said second region has the same refractive index as said core portion.
【請求項4】 上記損失補償部は、上記第1領域が上記
入射面と略平行な出力面を有するグレーティングである
請求項2又は3記載の光導波路デバイス。
4. The optical waveguide device according to claim 2, wherein said loss compensator is a grating in which said first region has an output surface substantially parallel to said incident surface.
【請求項5】 上記グレーティングは上記コア部の一部
に回折格子を介して紫外光またはX線が照射されて形成
されている請求項4記載の光導波路デバイス。
5. The optical waveguide device according to claim 4, wherein said grating is formed by irradiating a part of said core portion with ultraviolet light or X-ray through a diffraction grating.
【請求項6】 上記損失補償部は、上記第1領域を形成
する部分が開口されたマスクを用い、該マスクを介して
紫外線又はX線をコア部に照射することにより形成され
ている請求項3記載の光導波路デバイス。
6. The loss compensating part is formed by using a mask having an opening in a portion forming the first region, and irradiating the core part with ultraviolet rays or X-rays through the mask. 4. The optical waveguide device according to 3.
【請求項7】 上記損失補償部において、上記第1領域
がそれぞれ互いに略平行な入射面を有する三角柱状又は
台形柱状である請求項2、3又は6記載の光導波路デバ
イス。
7. The optical waveguide device according to claim 2, wherein in the loss compensating section, the first region has a triangular prism shape or a trapezoidal prism shape having incident surfaces substantially parallel to each other.
【請求項8】 上記損失補償部は、上記コア部の一部に
近接して金属クラッドを設けてなる請求項1記載の光導
波路デバイス。
8. The optical waveguide device according to claim 1, wherein said loss compensating part is provided with a metal clad near a part of said core part.
【請求項9】 上記第1領域は上記クラッドと同一の材
料からなり、上記第2領域は上記コア部と同一の材料か
らなる請求項2記載の光導波路デバイス。
9. The optical waveguide device according to claim 2, wherein the first region is made of the same material as the clad, and the second region is made of the same material as the core.
【請求項10】 上記損失補償部は、その一端が上記光
導波路デバイスの出射端又は入射端と一致するように形
成されている請求項2〜9のうちのいずれか1項に記載
の光導波路デバイス。
10. The optical waveguide according to claim 2, wherein the loss compensator is formed such that one end thereof coincides with an emission end or an incidence end of the optical waveguide device. device.
【請求項11】 上記損失補償部は、上記コア部に設け
られた溝に偏波依存損失を有する材料が挿入されてなる
請求項1記載の光導波路デバイス。
11. The optical waveguide device according to claim 1, wherein the loss compensating part is formed by inserting a material having a polarization dependent loss into a groove provided in the core part.
【請求項12】 上記損失補償部は、上記コア部に設け
られた溝に誘電体多層膜が挿入されてなる請求項1記載
の光導波路デバイス。
12. The optical waveguide device according to claim 1, wherein said loss compensating part is formed by inserting a dielectric multilayer film into a groove provided in said core part.
【請求項13】 上記光導波路デバイスは、出射端又は
入射端側に曲線光導波路を備えた請求項1〜12のうち
のいずれか1項に記載の光導波路デバイス。
13. The optical waveguide device according to claim 1, wherein the optical waveguide device has a curved optical waveguide at an output end or an incident end.
【請求項14】 上記光導波路デバイスは少なくとも1
つの反射グレーティングを有しするデバイスであって、
上記損失補償部として形成したグレーティングが上記反
射グレーティングを兼ねた請求項4又は5記載の光導波
路デバイス。
14. An optical waveguide device comprising at least one
A device having two reflection gratings,
The optical waveguide device according to claim 4, wherein the grating formed as the loss compensator also serves as the reflection grating.
【請求項15】 基板上にコア部とクラッド部を有する
光導波路を備えた光導波路デバイスの製造方法におい
て、 上記光導波路のコア部の一部に、干渉縞が光の進行方向
に直交しないように設けられた回折格子を介して紫外線
又はX線を照射して損失補償部を形成する工程を含み、 異なる偏波に対する上記光導波路デバイスの損失が略同
一である光導波路デバイスを製造することを特徴とする
光導波路デバイスの製造方法。
15. A method of manufacturing an optical waveguide device having an optical waveguide having a core portion and a clad portion on a substrate, wherein an interference fringe is formed on a part of the core portion of the optical waveguide so as not to be orthogonal to a traveling direction of light. Forming a loss compensator by irradiating ultraviolet rays or X-rays through a diffraction grating provided in the optical waveguide device, wherein the loss of the optical waveguide device with respect to different polarizations is substantially the same. A method for manufacturing an optical waveguide device.
【請求項16】 基板上にコア部とクラッド部を有する
光導波路を備えた光導波路デバイスの製造方法におい
て、 上記光導波路のコア部の一部に、干渉縞が光の進行方向
に直交するように設けられた回折格子を介して、紫外線
又はX線を基板に対して直交しないように照射して損失
補償部を形成する工程を含み、 異なる偏波に対する上記光導波路デバイスの損失が略同
一である光導波路デバイスを製造することを特徴とする
光導波路デバイスの製造方法。
16. A method of manufacturing an optical waveguide device having an optical waveguide having a core portion and a clad portion on a substrate, wherein a part of the core portion of the optical waveguide has an interference fringe orthogonal to a traveling direction of light. Forming a loss compensation section by irradiating the substrate with ultraviolet rays or X-rays so as not to be orthogonal to the substrate via the diffraction grating provided in the optical waveguide device, wherein the loss of the optical waveguide device for different polarizations is substantially the same. A method for manufacturing an optical waveguide device, comprising manufacturing an optical waveguide device.
【請求項17】 上記製造方法において、上記回折格子
を除去した後に、上記損失補償部にさらに紫外線又はX
線を照射して該損失補償部の損失補償量を調整する工程
を含む請求項15又は16に記載の光導波路デバイスの
製造方法。
17. In the manufacturing method, after the diffraction grating is removed, the ultraviolet light or X
17. The method of manufacturing an optical waveguide device according to claim 15, comprising a step of irradiating a line to adjust a loss compensation amount of the loss compensation unit.
【請求項18】 上記製造方法において、損失補償部を
形成する工程の前に、高圧水素処理もしくは高圧重水素
処理をする工程を含む請求項15〜17のうちのいずれ
か1項に記載の光導波路デバイスの製造方法。
18. The photoconductive device according to claim 15, further comprising a step of performing high-pressure hydrogen treatment or high-pressure deuterium treatment before the step of forming the loss compensation section. Manufacturing method of waveguide device.
【請求項19】 基板上にコア部とクラッド部を有する
光導波路を備えた光導波路デバイスの製造方法におい
て、 上記光導波路のコア部の一部に、所定の間隔でかつ光の
進行方向に直交しないように溝を形成し、該溝を埋める
ようにクラッド層を成長させることにより、コア部の該
一部にコア材料とクラッド材料とが交互に設けられた損
失補償部を形成する工程を含み、 異なる偏波に対する上記光導波路デバイスの損失が略同
一である光導波路デバイスを製造することを特徴とする
光導波路デバイスの製造方法。
19. A method for manufacturing an optical waveguide device having an optical waveguide having a core portion and a clad portion on a substrate, wherein a part of the core portion of the optical waveguide is provided at a predetermined interval and orthogonal to a light traveling direction. Forming a groove so as not to fill the groove, and growing a cladding layer so as to fill the groove, thereby forming a loss compensation portion in which a core material and a cladding material are alternately provided in the part of the core portion. A method of manufacturing an optical waveguide device, comprising manufacturing an optical waveguide device having substantially the same loss of the optical waveguide device for different polarizations.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002035278A1 (en) * 2000-10-28 2002-05-02 Bookham Technology Plc Polarisation dependent loss generators
JP2013117670A (en) * 2011-12-05 2013-06-13 Hitachi Ltd Pdl compensator, optical device, and pdl compensation method

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