JP2001296441A - 屈折率の異なるコアを有する結合導波路及びその製造方法 - Google Patents
屈折率の異なるコアを有する結合導波路及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造工数が少なく、所望形状を実現できる屈
折率の異なるコアを有する結合導波路及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】 バッファ層２上に形成されたフォトブリ
ーチング用ポリマ層９に透過率の異なるコアパターンの
形成されたフォトマスク１１を介して紫外線光１０を照
射することにより、屈折率の異なるコア層３−１、３−
２と、側面クラッド層４とが同時に形成されるので、エ
ッチング工程等の製造工数が減少でき、コア層を所望の
形状に形成することができる。
折率の異なるコアを有する結合導波路及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】 バッファ層２上に形成されたフォトブリ
ーチング用ポリマ層９に透過率の異なるコアパターンの
形成されたフォトマスク１１を介して紫外線光１０を照
射することにより、屈折率の異なるコア層３−１、３−
２と、側面クラッド層４とが同時に形成されるので、エ
ッチング工程等の製造工数が減少でき、コア層を所望の
形状に形成することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、屈折率の異なるコ
アを有する結合導波路及びその製造方法に関する。
アを有する結合導波路及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光信号を分岐したり合波したり、二つの
光信号を分波したり、合波したりするのに結合導波路が
用いられている。
光信号を分波したり、合波したりするのに結合導波路が
用いられている。
【０００３】図５（ａ）は結合導波路の従来例を示す端
面側断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ線
断面図である。
面側断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ線
断面図である。
【０００４】この結合導波路は、基板２０と、基板２０
上に形成された低屈折率（ｎb ）のバッファ層２１と、
バッファ層２１の上に形成された高屈折率のコア層２２
−１、２２−２と、バッファ層２１及びコア層２２−
１、２２−２を覆うように形成された低屈折率（ｎc ）
のクラッド層２３とで構成されたものであり、コア層２
２−１の屈折率ｎw1と、コア層２２−２の屈折率ｎw2と
が異なっている点に特徴がある。
上に形成された低屈折率（ｎb ）のバッファ層２１と、
バッファ層２１の上に形成された高屈折率のコア層２２
−１、２２−２と、バッファ層２１及びコア層２２−
１、２２−２を覆うように形成された低屈折率（ｎc ）
のクラッド層２３とで構成されたものであり、コア層２
２−１の屈折率ｎw1と、コア層２２−２の屈折率ｎw2と
が異なっている点に特徴がある。
【０００５】この結合導波路は、同図に示すように結合
回路が構成されており、矢印２４−１方向から入射した
光信号を矢印２４−２方向と矢印２４−３方向とに分岐
あるいは分波するものであり、結合回路の結合長Ｌ、コ
ア幅Ｗ1 、Ｗ2 、コア層２２−１とコア層２２−２との
間隔Ｓの他、コア層２２−１の屈折率ｎW1及びコア層２
２−２の屈折率ｎW2がパラメータとして付加されるの
で、設計の自由度が増え、分岐あるいは分波特性をより
高性能化することができる。
回路が構成されており、矢印２４−１方向から入射した
光信号を矢印２４−２方向と矢印２４−３方向とに分岐
あるいは分波するものであり、結合回路の結合長Ｌ、コ
ア幅Ｗ1 、Ｗ2 、コア層２２−１とコア層２２−２との
間隔Ｓの他、コア層２２−１の屈折率ｎW1及びコア層２
２−２の屈折率ｎW2がパラメータとして付加されるの
で、設計の自由度が増え、分岐あるいは分波特性をより
高性能化することができる。
【０００６】ところが、図５（ａ）、（ｂ）に示した導
波路型結合回路はまだ実用化されるに至っていない。
波路型結合回路はまだ実用化されるに至っていない。
【０００７】その理由は、図５（ａ）、（ｂ）に示した
導波路型結合回路の製造方法が極めて複雑であり、コア
層２２−１の幅Ｗ1 、コア層２２−２の幅Ｗ2 、コア層
２２−１とコア層２２−２との間隔Ｓの他、コア層２２
−１の屈折率ｎW1及びコア層２２−２の屈折率ｎW2を所
望値になるように製造することが困難だからである。
導波路型結合回路の製造方法が極めて複雑であり、コア
層２２−１の幅Ｗ1 、コア層２２−２の幅Ｗ2 、コア層
２２−１とコア層２２−２との間隔Ｓの他、コア層２２
−１の屈折率ｎW1及びコア層２２−２の屈折率ｎW2を所
望値になるように製造することが困難だからである。
【０００８】以下に図５（ａ）、（ｂ）に示した導波路
型結合回路の製造方法を図６（ａ）〜（ｆ）を参照して
説明する。尚、図６（ａ）〜（ｆ）は図５（ａ）、
（ｂ）に示した導波路型結合回路の製造方法を示す工程
図である。
型結合回路の製造方法を図６（ａ）〜（ｆ）を参照して
説明する。尚、図６（ａ）〜（ｆ）は図５（ａ）、
（ｂ）に示した導波路型結合回路の製造方法を示す工程
図である。
【０００９】基板２０上に屈折率ｎb のバッファ層２１
を形成し、そのバッファ層２１の上に屈折率ｎw1のコア
膜２２ａを形成する（図６（ａ））。
を形成し、そのバッファ層２１の上に屈折率ｎw1のコア
膜２２ａを形成する（図６（ａ））。
【００１０】コア膜２２ａの上にメタルマスク層（図示
せず。）を形成する。メタルマスク層の上にフォトレジ
スト膜（図示せず。）を塗布し、フォトレジスト膜上に
フォトマスク（図示せず。）を配置し、フォトマスクを
介して露光用光源からの光を照射するフォトリソグラフ
ィを用いて所望のフォトレジストパターンを形成する。
フォトレジストパターンをフォトマスクとしてドライエ
ッチングを行い、メタルマスク層をパターニングする
（図示せず。）。メタルマスクパターンをフォトマスク
としてコア膜をドライエッチングすることにより略矩形
断面形状のコア層２２−１のパターンが得られる。フォ
トレジスト及びメタル膜を剥離する（図６（ｂ））。
せず。）を形成する。メタルマスク層の上にフォトレジ
スト膜（図示せず。）を塗布し、フォトレジスト膜上に
フォトマスク（図示せず。）を配置し、フォトマスクを
介して露光用光源からの光を照射するフォトリソグラフ
ィを用いて所望のフォトレジストパターンを形成する。
フォトレジストパターンをフォトマスクとしてドライエ
ッチングを行い、メタルマスク層をパターニングする
（図示せず。）。メタルマスクパターンをフォトマスク
としてコア膜をドライエッチングすることにより略矩形
断面形状のコア層２２−１のパターンが得られる。フォ
トレジスト及びメタル膜を剥離する（図６（ｂ））。
【００１１】コア層２２−１のパターンを全面的に覆う
ように屈折率ｎw2のコア膜２２ｂを形成する（図６
（ｃ））。
ように屈折率ｎw2のコア膜２２ｂを形成する（図６
（ｃ））。
【００１２】コア層２２−１のパターン上のコア膜２２
ｂを研削して表面の平坦化を行う（図６（ｄ））。
ｂを研削して表面の平坦化を行う（図６（ｄ））。
【００１３】図６（ｂ）で述べたようなメタルマスク層
を形成し、レジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィ、
ドライエッチング、レジスト及びメタル膜剥離の各工程
を行ってコア層２２−１、２２−２を略矩形断面形状の
コアパターンに加工する（図６（ｅ））。
を形成し、レジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィ、
ドライエッチング、レジスト及びメタル膜剥離の各工程
を行ってコア層２２−１、２２−２を略矩形断面形状の
コアパターンに加工する（図６（ｅ））。
【００１４】コア層２２−１、２２−２及びバッファ層
２１を屈折率ｎc のクラッド層２３で覆うように形成す
ることによって図５（ａ）、（ｂ）に示す結合導波路が
得られる（図６（ｆ））。
２１を屈折率ｎc のクラッド層２３で覆うように形成す
ることによって図５（ａ）、（ｂ）に示す結合導波路が
得られる（図６（ｆ））。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術には以下のような問題がある。
た従来技術には以下のような問題がある。
【００１６】(1) 図５（ａ）、（ｂ）に示した結合導波
路は製造するのが非常に困難である。特に、結合領域に
おけるコア層２２−１の幅Ｗ1 、コア層２２−２の幅Ｗ
2 （５〜１０μｍの範囲から選択される。）と、コア層
２２−１とコア層２２−２との間隔Ｓ（１〜４μｍの範
囲から選択される。）とを所望値に形成することが非常
に困難である。そのために、所望の光学特性が得られな
いので、まだ実用化されていない。
路は製造するのが非常に困難である。特に、結合領域に
おけるコア層２２−１の幅Ｗ1 、コア層２２−２の幅Ｗ
2 （５〜１０μｍの範囲から選択される。）と、コア層
２２−１とコア層２２−２との間隔Ｓ（１〜４μｍの範
囲から選択される。）とを所望値に形成することが非常
に困難である。そのために、所望の光学特性が得られな
いので、まだ実用化されていない。
【００１７】(2) 図６（ａ）〜（ｆ）に示した製造方法
は非常に複雑で工数がかかり、また所望形状を実現する
ためには極めて高い費用がかかり、現実的ではない。
は非常に複雑で工数がかかり、また所望形状を実現する
ためには極めて高い費用がかかり、現実的ではない。
【００１８】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、製造工数が少なく、所望形状を実現できる屈折率の
異なるコアを有する結合導波路及びその製造方法を提供
することにある。
し、製造工数が少なく、所望形状を実現できる屈折率の
異なるコアを有する結合導波路及びその製造方法を提供
することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の屈折率の異なるコアを有する結合導波路は、
基板表面に屈折率ｎb の低屈折率層を有し、その低屈折
率層上にフォトブリーチング用ポリマ層を有し、そのポ
リマ層は紫外線光が十分に照射されて低屈折率ｎs にな
った側面クラッド層と紫外線光の照射量が制御され屈折
率が屈折率ｎsよりも高く、かつ屈折率が異なる少なく
とも二つのコア層とからなり、ポリマ層上にコア層の屈
折率よりも低い屈折率ｎc のクラッド層を有し、そのク
ラッド層の上に紫外線光遮蔽層を有するものである。
に本発明の屈折率の異なるコアを有する結合導波路は、
基板表面に屈折率ｎb の低屈折率層を有し、その低屈折
率層上にフォトブリーチング用ポリマ層を有し、そのポ
リマ層は紫外線光が十分に照射されて低屈折率ｎs にな
った側面クラッド層と紫外線光の照射量が制御され屈折
率が屈折率ｎsよりも高く、かつ屈折率が異なる少なく
とも二つのコア層とからなり、ポリマ層上にコア層の屈
折率よりも低い屈折率ｎc のクラッド層を有し、そのク
ラッド層の上に紫外線光遮蔽層を有するものである。
【００２０】上記構成に加え本発明の屈折率の異なるコ
アを有する結合導波路は、フォトブリーチング用ポリマ
層の各コア層は、両側面に側面クラッド層を有し、各コ
ア層は所望間隔に保たれ、かつ所望の長さにわたって平
行に配置されていてもよい。
アを有する結合導波路は、フォトブリーチング用ポリマ
層の各コア層は、両側面に側面クラッド層を有し、各コ
ア層は所望間隔に保たれ、かつ所望の長さにわたって平
行に配置されていてもよい。
【００２１】上記構成に加え本発明の屈折率の異なるコ
アを有する結合導波路は、フォトブリーチング用ポリマ
層の各コア層は、波長多重された信号光を伝搬させる第
１のコア層を有し、第１のコア層の両側面側に所望間隔
で結合する屈折率の異なる第２、第３のコア層を有し、
第２、第３のコア層に所望間隔で結合する第４、第５の
コア層を有し、かつ第２、第３のコア層の出射端から所
望波長の信号光を分波するようにした屈折率の異なるコ
アを有するようにしてもよい。
アを有する結合導波路は、フォトブリーチング用ポリマ
層の各コア層は、波長多重された信号光を伝搬させる第
１のコア層を有し、第１のコア層の両側面側に所望間隔
で結合する屈折率の異なる第２、第３のコア層を有し、
第２、第３のコア層に所望間隔で結合する第４、第５の
コア層を有し、かつ第２、第３のコア層の出射端から所
望波長の信号光を分波するようにした屈折率の異なるコ
アを有するようにしてもよい。
【００２２】上記構成に加え本発明の屈折率の異なるコ
アを有する結合導波路は、上側クラッド層として耐熱温
度が少なくとも２００℃の材料が用いられているのが好
ましい。
アを有する結合導波路は、上側クラッド層として耐熱温
度が少なくとも２００℃の材料が用いられているのが好
ましい。
【００２３】本発明の屈折率の異なるコアを有する結合
導波路の製造方法は、基板上に低屈折率のバッファ層を
形成する工程、バッファ層の上にフォトブリーチング用
ポリマ層を形成する工程、ポリマ層上に紫外線光の透過
率の異なるパターンの形成されたフォトマスクを介して
紫外線光を照射し、ポリマ層に屈折率の異なるパターン
を露光する工程、ポリマ層上に低屈折率のクラッド層を
形成する工程及びクラッド層上に紫外線光遮蔽層を形成
する工程からなるものである。
導波路の製造方法は、基板上に低屈折率のバッファ層を
形成する工程、バッファ層の上にフォトブリーチング用
ポリマ層を形成する工程、ポリマ層上に紫外線光の透過
率の異なるパターンの形成されたフォトマスクを介して
紫外線光を照射し、ポリマ層に屈折率の異なるパターン
を露光する工程、ポリマ層上に低屈折率のクラッド層を
形成する工程及びクラッド層上に紫外線光遮蔽層を形成
する工程からなるものである。
【００２４】上記構成に加え本発明の屈折率の異なるコ
アを有する結合導波路の製造方法は、フォトブリーチン
グ用ポリマ層をコア層及び側面クラッド層に形成する際
に、同一パターンで透過率の異なるフォトマスクを少な
くとも２枚用い、紫外線光照射を少なくとも２回行って
もよい。
アを有する結合導波路の製造方法は、フォトブリーチン
グ用ポリマ層をコア層及び側面クラッド層に形成する際
に、同一パターンで透過率の異なるフォトマスクを少な
くとも２枚用い、紫外線光照射を少なくとも２回行って
もよい。
【００２５】本発明によれば、バッファ層上に形成され
たフォトブリーチング用ポリマ層に、透過率の異なるコ
アパターンの形成されたフォトマスクを介して紫外線光
を照射することにより、屈折率の異なるコア層と、側面
クラッド層とが同時に形成されるので、エッチング工程
等が不要となり、製造工数が減少でき、しかもコアを所
望の形状に形成することができる。
たフォトブリーチング用ポリマ層に、透過率の異なるコ
アパターンの形成されたフォトマスクを介して紫外線光
を照射することにより、屈折率の異なるコア層と、側面
クラッド層とが同時に形成されるので、エッチング工程
等が不要となり、製造工数が減少でき、しかもコアを所
望の形状に形成することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【００２７】図１（ａ）は本発明の屈折率の異なるコア
を有する結合導波路の一実施の形態を示す端面側断面図
であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図であ
る。
を有する結合導波路の一実施の形態を示す端面側断面図
であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図であ
る。
【００２８】この結合導波路は、光分岐回路（あるいは
光分波回路）用の構造例を示したものであり、矢印７−
１方向からコア内に入射した信号光を結合部内に伝搬さ
せることにより、矢印７−２方向及び矢印７−３方向に
分岐（あるいは分波）する回路である。
光分波回路）用の構造例を示したものであり、矢印７−
１方向からコア内に入射した信号光を結合部内に伝搬さ
せることにより、矢印７−２方向及び矢印７−３方向に
分岐（あるいは分波）する回路である。
【００２９】この結合導波路の特徴は、(1) コア層３−
１、３−２及び側面クラッド層４にフォトブリーチング
用ポリマ材料が用いられていること、(2) コア層３−１
の屈折率ｎP1とコア層３−２の屈折率ｎP2とが異なって
いること、(3) コア層３−１の屈折率ｎP1とコア層３−
２の屈折率ｎP2とが側面クラッド層４の屈折率ｎPSより
も高いこと、(4) 上側クラッド層５の上に紫外線光を吸
収あるいは反射する紫外線光遮蔽層６が形成されている
こと、である。この結果、高性能光特性（光分岐回路の
場合には広帯域特性、光分波回路の場合には高アイソレ
ーション特性）が得られ、低コスト化を実現することが
できる。
１、３−２及び側面クラッド層４にフォトブリーチング
用ポリマ材料が用いられていること、(2) コア層３−１
の屈折率ｎP1とコア層３−２の屈折率ｎP2とが異なって
いること、(3) コア層３−１の屈折率ｎP1とコア層３−
２の屈折率ｎP2とが側面クラッド層４の屈折率ｎPSより
も高いこと、(4) 上側クラッド層５の上に紫外線光を吸
収あるいは反射する紫外線光遮蔽層６が形成されている
こと、である。この結果、高性能光特性（光分岐回路の
場合には広帯域特性、光分波回路の場合には高アイソレ
ーション特性）が得られ、低コスト化を実現することが
できる。
【００３０】この結合導波路は、基板１と、基板１上に
形成された低屈折率のバッファ層２と、バッファ層２上
に形成されフォトブリーチング用ポリマ層からなり紫外
線光照射量の制御された少なくとも二つの高屈折率のコ
ア層３−１、３−２と、バッファ層２上のコア層３−
１、３−２の側面に形成されフォトブリーチング用ポリ
マ層からなり紫外線光が十分に照射されコア層３−１、
３−２より屈折率の低い側面クラッド層４と、コア層３
−１、３−２及び側面クラッド層４の上に形成されコア
層３−１、３−２よりも屈折率の低い上側クラッド層５
と、上側クラッド層５の上に形成された紫外線光遮蔽層
６とで構成されている。
形成された低屈折率のバッファ層２と、バッファ層２上
に形成されフォトブリーチング用ポリマ層からなり紫外
線光照射量の制御された少なくとも二つの高屈折率のコ
ア層３−１、３−２と、バッファ層２上のコア層３−
１、３−２の側面に形成されフォトブリーチング用ポリ
マ層からなり紫外線光が十分に照射されコア層３−１、
３−２より屈折率の低い側面クラッド層４と、コア層３
−１、３−２及び側面クラッド層４の上に形成されコア
層３−１、３−２よりも屈折率の低い上側クラッド層５
と、上側クラッド層５の上に形成された紫外線光遮蔽層
６とで構成されている。
【００３１】基板１にはガラスが用いられるが、ガラス
以外に半導体、磁性体、高分子重合体、電子回路や電子
部品等の形成された基板やプリント基板等を用いること
ができる。また、基板１として高分子重合体やプリント
基板を用いる場合にはポリマ材料（例えばアクリル系樹
脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂等）を用いるの
が好ましい。
以外に半導体、磁性体、高分子重合体、電子回路や電子
部品等の形成された基板やプリント基板等を用いること
ができる。また、基板１として高分子重合体やプリント
基板を用いる場合にはポリマ材料（例えばアクリル系樹
脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂等）を用いるの
が好ましい。
【００３２】バッファ層２には基板１の材料によって種
々の材料を用いることができる。例えば、基板１として
ガラス、半導体や磁性体を用いる場合にはＳｉＯ2 ある
いはＳｉＯ2 に屈折率制御用ドーパント（例えばＰ、
Ｂ、Ｆ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｚｎ等）を少なくとも一種類添加
したものを用いるのがよい。また、基板１として高分子
重合体やプリント基板を用いる場合にはポリマ材料（例
えばアクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹
脂等）を用いるのが好ましい。
々の材料を用いることができる。例えば、基板１として
ガラス、半導体や磁性体を用いる場合にはＳｉＯ2 ある
いはＳｉＯ2 に屈折率制御用ドーパント（例えばＰ、
Ｂ、Ｆ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｚｎ等）を少なくとも一種類添加
したものを用いるのがよい。また、基板１として高分子
重合体やプリント基板を用いる場合にはポリマ材料（例
えばアクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹
脂等）を用いるのが好ましい。
【００３３】このバッファ層２の屈折率ｎb はコア層３
−１、３−２の屈折率よりも低い値にしなければならな
い。なお、基板１の屈折率がバッファ層２の屈折率ｎb
の値と略等しいか低い場合には、基板１あるいはバッフ
ァ層２のいずれかを用いなくてもよい。
−１、３−２の屈折率よりも低い値にしなければならな
い。なお、基板１の屈折率がバッファ層２の屈折率ｎb
の値と略等しいか低い場合には、基板１あるいはバッフ
ァ層２のいずれかを用いなくてもよい。
【００３４】フォトブリーチング用ポリマ材料には、ポ
リシラン、ＤＭＡＰＮ｛（４−Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ
フェニル）−Ｎ−フェニルニトロン｝を含有するＰＭＭ
Ａ（ポリメタクリル酸メチル）、ｄｙｅ ｐｏｌｙｍｅ
ｒ等を用いることができる。コア層３−１の屈折率ｎP1
とコア層３−２の屈折率ｎP2とを異ならせて形成する方
法としては、後述するように紫外線光の照射エネルギー
を変える（照射時間や照射パワーを変えるか、透過率の
異なるフォトマスクを用いて照射パワーを変える）こと
が挙げられる。
リシラン、ＤＭＡＰＮ｛（４−Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ
フェニル）−Ｎ−フェニルニトロン｝を含有するＰＭＭ
Ａ（ポリメタクリル酸メチル）、ｄｙｅ ｐｏｌｙｍｅ
ｒ等を用いることができる。コア層３−１の屈折率ｎP1
とコア層３−２の屈折率ｎP2とを異ならせて形成する方
法としては、後述するように紫外線光の照射エネルギー
を変える（照射時間や照射パワーを変えるか、透過率の
異なるフォトマスクを用いて照射パワーを変える）こと
が挙げられる。
【００３５】また、側面クラッド層４の屈折率を低くす
る方法としては紫外線光を充分に照射する（大きな照射
エネルギーを加える）ことが挙げられる。
る方法としては紫外線光を充分に照射する（大きな照射
エネルギーを加える）ことが挙げられる。
【００３６】上側クラッド層５としては、バッファ層２
に用いたものと同様の材料を用いることができる。
に用いたものと同様の材料を用いることができる。
【００３７】特に、上側クラッド層５に耐熱温度が少な
くとも２００℃以上の材料（例えば、ＳｉＯ2 、あるい
はＳｉＯ2 に屈折率制御用ドーパントを少なくとも１種
類添加したもの）を用いることにより、結合導波路のコ
ア層３−１、３−２及び側面クラッド層４の熱的な不安
定性をカバーすることができる。この上側クラッド層５
の膜厚は１０μｍ以上が好ましく、厚い程コア層３−
１、３−２、側面クラッド層４への熱の伝達による屈折
率の不安定性を抑えることができる。
くとも２００℃以上の材料（例えば、ＳｉＯ2 、あるい
はＳｉＯ2 に屈折率制御用ドーパントを少なくとも１種
類添加したもの）を用いることにより、結合導波路のコ
ア層３−１、３−２及び側面クラッド層４の熱的な不安
定性をカバーすることができる。この上側クラッド層５
の膜厚は１０μｍ以上が好ましく、厚い程コア層３−
１、３−２、側面クラッド層４への熱の伝達による屈折
率の不安定性を抑えることができる。
【００３８】紫外線光遮蔽層６は、例えばＺｎＯ2 （あ
るいはＴａ2 Ｏ5 ）とＳｉＯ2 とを１５０℃の温度で交
互に数十回多層状に蒸着した多重層、ポリマ材料にベン
ゾフェノン系、サリチレート系、ベンゾトリアゾール系
の添加剤を添加したもの、ポリマ材料に二酸化チタン、
酸化鉄、酸化亜鉛等の金属酸化物顔料を添加したもの等
を用いることができる。この紫外線光遮蔽層６の厚さは
厚い程好ましく、０．数μｍから数十μｍの範囲で選択
すればよい。紫外線光遮蔽層６に金属酸化物を含ませて
おくと、本発明の屈折率の異なるコアを有する結合導波
路の熱伝導が向上し、温度変化によるコア層３−１、３
−２、側面クラッド層４の屈折率変化を小さく抑えるこ
とができる。
るいはＴａ2 Ｏ5 ）とＳｉＯ2 とを１５０℃の温度で交
互に数十回多層状に蒸着した多重層、ポリマ材料にベン
ゾフェノン系、サリチレート系、ベンゾトリアゾール系
の添加剤を添加したもの、ポリマ材料に二酸化チタン、
酸化鉄、酸化亜鉛等の金属酸化物顔料を添加したもの等
を用いることができる。この紫外線光遮蔽層６の厚さは
厚い程好ましく、０．数μｍから数十μｍの範囲で選択
すればよい。紫外線光遮蔽層６に金属酸化物を含ませて
おくと、本発明の屈折率の異なるコアを有する結合導波
路の熱伝導が向上し、温度変化によるコア層３−１、３
−２、側面クラッド層４の屈折率変化を小さく抑えるこ
とができる。
【００３９】コア層３−１、３−２及び側面クラッド層
４にフォトブリーチング用ポリマ材料を用いることによ
る他の効果は、(1) 結合部８のコア層３−１の幅Ｗ1 、
コア層３−２のＷ2 、コア層３−１とコア層３−２との
間隔Ｓの値を高寸法精度で実現することができること、
(2) コア層３−１、３−２の両側面の不均一性を抑える
ことができること、である。この結果、高性能で低損失
な光分岐回路（あるいは光分波回路）を実現することが
できる。
４にフォトブリーチング用ポリマ材料を用いることによ
る他の効果は、(1) 結合部８のコア層３−１の幅Ｗ1 、
コア層３−２のＷ2 、コア層３−１とコア層３−２との
間隔Ｓの値を高寸法精度で実現することができること、
(2) コア層３−１、３−２の両側面の不均一性を抑える
ことができること、である。この結果、高性能で低損失
な光分岐回路（あるいは光分波回路）を実現することが
できる。
【００４０】図２（ａ）は本発明の屈折率の異なるコア
を有する結合導波路の他の実施の形態を示す平面図であ
り、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
を有する結合導波路の他の実施の形態を示す平面図であ
り、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００４１】図１（ａ）、（ｂ）に示した実施の形態と
の相違点は、光分波回路である点である。尚、図１
（ａ）、（ｂ）に示した部材と同様の部材には共通の符
号を用いた。
の相違点は、光分波回路である点である。尚、図１
（ａ）、（ｂ）に示した部材と同様の部材には共通の符
号を用いた。
【００４２】この結合導波路は、導波路の一つの端面か
ら矢印７−１方向にコア層３−３内に入射した波長多重
された信号光が結合部８ａ内を伝搬することにより、所
定の波長の信号光がコア層３−４内に分波されて矢印７
−２方向に進み、他の波長の信号光がコア層３−５内に
分波されて矢印７−３方向に進むようになっている。
ら矢印７−１方向にコア層３−３内に入射した波長多重
された信号光が結合部８ａ内を伝搬することにより、所
定の波長の信号光がコア層３−４内に分波されて矢印７
−２方向に進み、他の波長の信号光がコア層３−５内に
分波されて矢印７−３方向に進むようになっている。
【００４３】この結合導波路のコア層３は、波長多重さ
れた信号光が入射される第１のコア層３−３と、第１の
コア層３−３に光結合するように第１のコア層３−３の
両側に配置され分波された信号光を出射する第２、第３
のコア層３−４、３−５と、第２のコア層３−４の近傍
に光結合するように平行に配置され、波長特性を制御す
る第４のコア層（開放導波路）３−６と、第３のコア層
３−５の近傍に光結合するように平行に配置され、波長
特性を制御する第５のコア層３−７とを有している。
れた信号光が入射される第１のコア層３−３と、第１の
コア層３−３に光結合するように第１のコア層３−３の
両側に配置され分波された信号光を出射する第２、第３
のコア層３−４、３−５と、第２のコア層３−４の近傍
に光結合するように平行に配置され、波長特性を制御す
る第４のコア層（開放導波路）３−６と、第３のコア層
３−５の近傍に光結合するように平行に配置され、波長
特性を制御する第５のコア層３−７とを有している。
【００４４】このような構成により、光分波特性の設計
自由度が大幅に増加する。すなわち、従来はコア層３−
３の幅Ｗ3 、コア層３−３とコア層３−４との間隔
Ｓ34、コア層３−３とコア層３−５との間隔Ｓ35、コア
層３−４の幅Ｗ4 、コア層３−５の幅Ｗ5 が設計パラメ
ータであったが、本発明では上記パラメータ以外にコア
層３−４の幅Ｗ4 、コア層３−５の幅Ｗ5 、コア層３−
４とコア層３−６との間隔Ｓ46、コア層３−５とコア層
３−７との間隔Ｓ57のパラメータが付加され、結合回路
のパラメータが増加し、より高精度に波長特性を制御す
ることができる。
自由度が大幅に増加する。すなわち、従来はコア層３−
３の幅Ｗ3 、コア層３−３とコア層３−４との間隔
Ｓ34、コア層３−３とコア層３−５との間隔Ｓ35、コア
層３−４の幅Ｗ4 、コア層３−５の幅Ｗ5 が設計パラメ
ータであったが、本発明では上記パラメータ以外にコア
層３−４の幅Ｗ4 、コア層３−５の幅Ｗ5 、コア層３−
４とコア層３−６との間隔Ｓ46、コア層３−５とコア層
３−７との間隔Ｓ57のパラメータが付加され、結合回路
のパラメータが増加し、より高精度に波長特性を制御す
ることができる。
【００４５】図３（ａ）〜（ｄ）は本発明の屈折率の異
なるコアを有する結合導波路の製造方法の一実施の形態
を示す工程図である。
なるコアを有する結合導波路の製造方法の一実施の形態
を示す工程図である。
【００４６】基板１上に低屈折率（ｎb ）のバッファ層
２を形成し、そのバッファ層２の上にフォトブリーチン
グ用ポリマ層９を形成する。例えば基板上にＳｉ基板を
用い、そのＳｉ基板１上にバッファ層２としてＳｉＯ2
膜を形成する。フォトブリーチング用ポリマ層９として
はポリシランを用いる。このポリシランは紫外線光照射
前の屈折率は１．４９であり、紫外線光を照射すること
により（紫外線光エネルギーによって）ポリシランの屈
折率が１．４９から１．４４まで変えることができる
（図３（ａ））。
２を形成し、そのバッファ層２の上にフォトブリーチン
グ用ポリマ層９を形成する。例えば基板上にＳｉ基板を
用い、そのＳｉ基板１上にバッファ層２としてＳｉＯ2
膜を形成する。フォトブリーチング用ポリマ層９として
はポリシランを用いる。このポリシランは紫外線光照射
前の屈折率は１．４９であり、紫外線光を照射すること
により（紫外線光エネルギーによって）ポリシランの屈
折率が１．４９から１．４４まで変えることができる
（図３（ａ））。
【００４７】フォトブリーチング用ポリマ層９の上にフ
ォトマスク１１を配置し、そのフォトマスク１１の上か
ら紫外線光１０を照射する。ここでフォトマスク１１は
紫外線光１０を透過させる透過部１２と、透過部１２よ
り透過率が低い領域Ｔ1 と、領域Ｔ1 より透過率の低い
領域Ｔ2 とを有している（図３（ｂ））。
ォトマスク１１を配置し、そのフォトマスク１１の上か
ら紫外線光１０を照射する。ここでフォトマスク１１は
紫外線光１０を透過させる透過部１２と、透過部１２よ
り透過率が低い領域Ｔ1 と、領域Ｔ1 より透過率の低い
領域Ｔ2 とを有している（図３（ｂ））。
【００４８】紫外線光１０の照射により、フォトマスク
１１の透過部１２の下のフォトブリーチング用ポリマ層
９は屈折率ｎs が１．４５の側面クラッド層４になり、
領域Ｔ1 の下のフォトブリーチング用ポリマ層９は屈折
率ｎP1が１．４７のコア層３−１層になり、領域Ｔ2 の
下のフォトブリーチング用ポリマ層９は屈折率ｎP2が
１．４８のコア層３−２になる（図３（ｃ））。
１１の透過部１２の下のフォトブリーチング用ポリマ層
９は屈折率ｎs が１．４５の側面クラッド層４になり、
領域Ｔ1 の下のフォトブリーチング用ポリマ層９は屈折
率ｎP1が１．４７のコア層３−１層になり、領域Ｔ2 の
下のフォトブリーチング用ポリマ層９は屈折率ｎP2が
１．４８のコア層３−２になる（図３（ｃ））。
【００４９】フォトブリーチング用ポリマ層９からなる
コア層３−１、３−２及び側面クラッド層４の上に屈折
率ｎc が１．４４のシリコーン樹脂からなる上側クラッ
ド層５を形成し、その上側クラッド層５の上に紫外線光
遮蔽層６を形成することによって本発明の屈折率の異な
るコア層３−１、３−２を有する結合導波路が得られる
（図３（ｄ））。
コア層３−１、３−２及び側面クラッド層４の上に屈折
率ｎc が１．４４のシリコーン樹脂からなる上側クラッ
ド層５を形成し、その上側クラッド層５の上に紫外線光
遮蔽層６を形成することによって本発明の屈折率の異な
るコア層３−１、３−２を有する結合導波路が得られる
（図３（ｄ））。
【００５０】なお、フォトブリーチング用ポリマ層９、
上側クラッド層５及び紫外線光遮蔽層６の形成プロセス
においては、溶剤に溶かしたポリマ溶液のスピンコーテ
ィング、プリベーキング、ポストベーキングのプロセス
を経て形成される。
上側クラッド層５及び紫外線光遮蔽層６の形成プロセス
においては、溶剤に溶かしたポリマ溶液のスピンコーテ
ィング、プリベーキング、ポストベーキングのプロセス
を経て形成される。
【００５１】図４（ａ）〜（ｅ）は本発明の屈折率の異
なるコアを有する結合導波路の製造方法の他の実施の形
態を示す工程図である。
なるコアを有する結合導波路の製造方法の他の実施の形
態を示す工程図である。
【００５２】図３（ａ）〜（ｄ）に示した実施の形態と
の相違点はフォトブリーチング用ポリマ層の上に配置さ
れるフォトマスクが異なる点である。
の相違点はフォトブリーチング用ポリマ層の上に配置さ
れるフォトマスクが異なる点である。
【００５３】図４（ａ）に示す工程は図３（ａ）に示す
工程と同様のため説明を省略する。
工程と同様のため説明を省略する。
【００５４】フォトブリーチング用ポリマ層９の上に配
置されるフォトマスク１１−１は、紫外線光１０の透過
部１２と、紫外線光１０の非透過部１３−１と、領域Ｔ
1 とを有し、このフォトマスク１１−１に紫外線光１０
を照射し、フォトブリーチング用ポリマ層９の屈折率を
変化させる（図４（ｂ））。
置されるフォトマスク１１−１は、紫外線光１０の透過
部１２と、紫外線光１０の非透過部１３−１と、領域Ｔ
1 とを有し、このフォトマスク１１−１に紫外線光１０
を照射し、フォトブリーチング用ポリマ層９の屈折率を
変化させる（図４（ｂ））。
【００５５】他のフォトマスク１１−２をフォトブリー
チング用ポリマ層９上に配置して再度紫外線光１０を照
射する。フォトマスク１１−２は、図４（ｂ）に示した
フォトマスク１１−１の非透過部１３−１を領域Ｔ2 に
変え、領域Ｔ1 を非透過部１３−２に変えたものである
（図４（ｃ））。
チング用ポリマ層９上に配置して再度紫外線光１０を照
射する。フォトマスク１１−２は、図４（ｂ）に示した
フォトマスク１１−１の非透過部１３−１を領域Ｔ2 に
変え、領域Ｔ1 を非透過部１３−２に変えたものである
（図４（ｃ））。
【００５６】これらのフォトマスク１１−１、１１−２
を用いてフォトブリーチング用ポリマ層９に紫外線光１
０を照射することにより、透過部１２の下のフォトブリ
ーチング用ポリマ層９は屈折率ｎS が１．４４の側面ク
ラッド層４になり、非透過部１３−２の下のフォトブリ
ーチング用ポリマ層９は屈折率ｎP1が１．４７のコア層
３−１になり、領域Ｔ2 の下のフォトブリーチング用ポ
リマ層９は屈折率ｎp2が１．４８のコア層３−２に変化
する。すなわち、屈折率の異なるコア層３−１、３−２
と、側面クラッド層４とが得られる（図４（ｄ））。
を用いてフォトブリーチング用ポリマ層９に紫外線光１
０を照射することにより、透過部１２の下のフォトブリ
ーチング用ポリマ層９は屈折率ｎS が１．４４の側面ク
ラッド層４になり、非透過部１３−２の下のフォトブリ
ーチング用ポリマ層９は屈折率ｎP1が１．４７のコア層
３−１になり、領域Ｔ2 の下のフォトブリーチング用ポ
リマ層９は屈折率ｎp2が１．４８のコア層３−２に変化
する。すなわち、屈折率の異なるコア層３−１、３−２
と、側面クラッド層４とが得られる（図４（ｄ））。
【００５７】図４（ｅ）に示す工程は図３（ｄ）に示し
た工程と同様のため説明を省略する。
た工程と同様のため説明を省略する。
【００５８】本発明の結合導波路は、上記実施の形態に
限定されない。例えば、略直線状のコアパターンにリン
グ状のコアパターンを所望間隔Ｓ1 、所望結合長Ｌで結
合させたリング共振器、リング状のコアパターン同士を
所望間隔Ｓ、所望結合長Ｌで結合させた複数リング共振
器等にも適用できる。基板の表面、裏面あるいは中に電
子回路、電子部品、電気配線パターン、光部品、光回
路、光配線パターン等が形成されていてもよい。本発明
の結合導波路は、縦続接続されていたり、あるいは並列
に接続された複合回路であってもよい。
限定されない。例えば、略直線状のコアパターンにリン
グ状のコアパターンを所望間隔Ｓ1 、所望結合長Ｌで結
合させたリング共振器、リング状のコアパターン同士を
所望間隔Ｓ、所望結合長Ｌで結合させた複数リング共振
器等にも適用できる。基板の表面、裏面あるいは中に電
子回路、電子部品、電気配線パターン、光部品、光回
路、光配線パターン等が形成されていてもよい。本発明
の結合導波路は、縦続接続されていたり、あるいは並列
に接続された複合回路であってもよい。
【００５９】以上において本発明によれば、 (1) 結合導波路構造の結合導波路を簡単な方法で容易に
実現することができる。
実現することができる。
【００６０】(2) 高寸法精度で、かつそれぞれのコアの
屈折率を容易に制御することができるので、高性能の光
特性（光分岐回路の場合には広帯域特性、光分波回路の
場合には高アイソレーション特性）が得られる。
屈折率を容易に制御することができるので、高性能の光
特性（光分岐回路の場合には広帯域特性、光分波回路の
場合には高アイソレーション特性）が得られる。
【００６１】(3) 低コストで製造できる。
【００６２】(4) 屈折率の異なるコア及びその側面クラ
ッド層をフォトブリーチング用ポリマ層で実現できるの
で、それぞれの屈折率の制御が容易であり、またそれぞ
れの寸法精度もフォトマスクの精度並みに実現できる。
ッド層をフォトブリーチング用ポリマ層で実現できるの
で、それぞれの屈折率の制御が容易であり、またそれぞ
れの寸法精度もフォトマスクの精度並みに実現できる。
【００６３】(5) コア側面の不均一性が生じにくいの
で、低損失化を図ることができる。
で、低損失化を図ることができる。
【００６４】(6) それぞれのフォトブリーチング用ポリ
マ層の表面が平坦であるので、そのポリマ層上に形成す
るクラッド層も均一になり、より低損失化を図ることが
できる。
マ層の表面が平坦であるので、そのポリマ層上に形成す
るクラッド層も均一になり、より低損失化を図ることが
できる。
【００６５】(7) 従来は実現できなかった図２（ｂ）に
示すような複雑な結合導波路を実現することができる。
示すような複雑な結合導波路を実現することができる。
【００６６】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００６７】製造工数が少なく、所望形状を実現できる
屈折率の異なるコアを有する結合導波路及びその製造方
法の提供を実現できる。
屈折率の異なるコアを有する結合導波路及びその製造方
法の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の屈折率の異なるコアを有する
結合導波路の一実施の形態を示す端面側断面図であり、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
結合導波路の一実施の形態を示す端面側断面図であり、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の屈折率の異なるコアを有する
結合導波路の他の実施の形態を示す平面図であり、
（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
結合導波路の他の実施の形態を示す平面図であり、
（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は本発明の屈折率の異なるコア
を有する結合導波路の製造方法の一実施の形態を示す工
程図である。
を有する結合導波路の製造方法の一実施の形態を示す工
程図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は本発明の屈折率の異なるコア
を有する結合導波路の製造方法の他の実施の形態を示す
工程図である。
を有する結合導波路の製造方法の他の実施の形態を示す
工程図である。
【図５】（ａ）は結合導波路の従来例を示す端面側断面
図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｆ）は図５（ａ）、（ｂ）に示した
導波路型結合回路の製造方法を示す工程図である。
導波路型結合回路の製造方法を示す工程図である。
２ バッファ層 ３−１、３−２ コア層 ４ 側面クラッド層 ９ フォトブリーチング用ポリマ層 １０ 紫外線光 １１ フォトマスク
Claims (6)
- 【請求項１】 基板表面に屈折率ｎb の低屈折率層を有
し、その低屈折率層上にフォトブリーチング用ポリマ層
を有し、そのポリマ層は紫外線光が十分に照射されて低
屈折率ｎs になった側面クラッド層と紫外線光の照射量
が制御され屈折率が屈折率ｎs よりも高く、かつ屈折率
が異なる少なくとも二つのコア層とからなり、上記ポリ
マ層上にコア層の屈折率よりも低い屈折率ｎc のクラッ
ド層を有し、そのクラッド層の上に紫外線光遮蔽層を有
することを特徴とする屈折率の異なるコアを有する結合
導波路。 - 【請求項２】 請求項１において、上記フォトブリーチ
ング用ポリマ層の各コア層は、両側面に側面クラッド層
を有し、各コア層は所望間隔に保たれ、かつ所望の長さ
にわたって平行に配置されている屈折率の異なるコアを
有する結合導波路。 - 【請求項３】 請求項１において、上記フォトブリーチ
ング用ポリマ層の各コア層は、波長多重された信号光を
伝搬させる第１のコア層を有し、第１のコア層の両側面
側に所望間隔で結合する屈折率の異なる第２、第３のコ
ア層を有し、第２、第３のコア層に所望間隔で結合する
第４、第５のコア層を有し、かつ第２、第３のコア層の
出射端から所望波長の信号光を分波するようにした屈折
率の異なるコアを有する結合導波路。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれかにおいて、上
記上側クラッド層として耐熱温度が少なくとも２００℃
の材料が用いられている屈折率の異なるコアを有する結
合導波路。 - 【請求項５】 基板上に低屈折率のバッファ層を形成す
る工程、該バッファ層の上にフォトブリーチング用ポリ
マ層を形成する工程、該ポリマ層上に紫外線光の透過率
の異なるパターンの形成されたフォトマスクを介して紫
外線光を照射し、上記ポリマ層に屈折率の異なるパター
ンを露光する工程、上記ポリマ層上に低屈折率のクラッ
ド層を形成する工程及び該クラッド層上に紫外線光遮蔽
層を形成する工程からなることを特徴とする屈折率の異
なるコアを有する結合導波路の製造方法。 - 【請求項６】 請求項５において、上記フォトブリーチ
ング用ポリマ層をコア層及び側面クラッド層に形成する
際に、同一パターンで透過率の異なるフォトマスクを少
なくとも２枚用い、紫外線光照射を少なくとも２回行う
屈折率の異なるコアを有する結合導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000118526A JP2001296441A (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | 屈折率の異なるコアを有する結合導波路及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000118526A JP2001296441A (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | 屈折率の異なるコアを有する結合導波路及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001296441A true JP2001296441A (ja) | 2001-10-26 |
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ID=18629641
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000118526A Pending JP2001296441A (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | 屈折率の異なるコアを有する結合導波路及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001296441A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004341454A (ja) * | 2002-05-28 | 2004-12-02 | Matsushita Electric Works Ltd | 光電気混載基板の製造方法 |
-
2000
- 2000-04-14 JP JP2000118526A patent/JP2001296441A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004341454A (ja) * | 2002-05-28 | 2004-12-02 | Matsushita Electric Works Ltd | 光電気混載基板の製造方法 |
| JP4539031B2 (ja) * | 2002-05-28 | 2010-09-08 | パナソニック電工株式会社 | 光電気混載基板の製造方法 |
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