JP2001350049A - 光導波路の製造方法 - Google Patents
光導波路の製造方法Info
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- JP2001350049A JP2001350049A JP2000172831A JP2000172831A JP2001350049A JP 2001350049 A JP2001350049 A JP 2001350049A JP 2000172831 A JP2000172831 A JP 2000172831A JP 2000172831 A JP2000172831 A JP 2000172831A JP 2001350049 A JP2001350049 A JP 2001350049A
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- optical waveguide
- glass
- waveguide
- core diameter
- glass material
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ピーク出力が高いレーザー光をガラス内部に
集光することによってガラスの内部に３次元的に形成さ
れた導波路の端部にコア径拡大部分を形成させる方法を
提供する。 【解決手段】 光誘起屈折率変化を起こすエネルギー量
をもつレーザー光をガラス材料の内部に集光し、その集
光点をガラス材料の内部の所定経路に沿って相対移動さ
せてガラス材料の内部にコアを形成する光導波路の製造
方法において、前記レーザー光の強度を導波路端部付近
で徐々に高くなるように変化させ、それにより前記光導
波路の端部にコア径拡大部分を形成させることを特徴と
する光導波路の製造方法である。
集光することによってガラスの内部に３次元的に形成さ
れた導波路の端部にコア径拡大部分を形成させる方法を
提供する。 【解決手段】 光誘起屈折率変化を起こすエネルギー量
をもつレーザー光をガラス材料の内部に集光し、その集
光点をガラス材料の内部の所定経路に沿って相対移動さ
せてガラス材料の内部にコアを形成する光導波路の製造
方法において、前記レーザー光の強度を導波路端部付近
で徐々に高くなるように変化させ、それにより前記光導
波路の端部にコア径拡大部分を形成させることを特徴と
する光導波路の製造方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、導波路の製造方
法、特にレーザー照射によってガラス材料の内部に屈折
率変化領域を連続して形成する光導波路の製造方法に関
する。
法、特にレーザー照射によってガラス材料の内部に屈折
率変化領域を連続して形成する光導波路の製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ガラスをベースとした光導波路は、イオ
ン交換法、火炎加水分解法等で形成されている。
ン交換法、火炎加水分解法等で形成されている。
【０００３】イオン交換法では、ガラス基板表面に設け
た金属膜等のスリット状開口部からＡｇ+、Ｔｌ+、Ｋ+
またはＬｉ+イオンを含む溶融塩をガラス基板表面層に
接触させて上記Ａｇ+等のイオンをガラス基板中のNａ+
イオンと交換させて、ガラス基板表面層に上記Ａｇ+等
のイオンの濃度が高い屈折率変化領域を形成し光導波路
とすることが、たとえばJ.Lightwave Tech. Vol.16 (4)
583 (1998)に記載されている。この光導波路の屈折率
変化領域をガラス中に埋没させてコアとするためには、
上記の屈折率変化領域を形成したガラス基板を加熱し
て、ガラス基板表面層のＡｇ+、Ｔｌ+、Ｋ+またはＬｉ+
イオンをガラス内部に向かって拡散移動させるか、また
は再度Ｎａ+イオンを含む溶融塩中に浸漬してガラス表
面側に近いＡｇ+、Ｔｌ+、Ｋ+またはＬｉ+イオンとＮａ
+イオンを再交換する。この再イオン交換の際に電界を
印加する方法もある。Ｎａ+イオンは、Ａｇ+、Ｔｌ+、
Ｋ+またはＬｉ+イオンが形成した最表面の高屈折率領域
を表面下に移動させる。その結果、コアがガラス表面下
に埋め込まれ、低伝播損失が確保される。この方法で作
製した光導波路のコアは、径１０〜２００μｍの半円形
またはほぼ円形の断面をもつものが多い。イオン交換法
ではイオン交換によって屈折率分布を調整しているた
め、形成された光導波路構造がガラス表面に近い部分に
限られるといった問題がある。
た金属膜等のスリット状開口部からＡｇ+、Ｔｌ+、Ｋ+
またはＬｉ+イオンを含む溶融塩をガラス基板表面層に
接触させて上記Ａｇ+等のイオンをガラス基板中のNａ+
イオンと交換させて、ガラス基板表面層に上記Ａｇ+等
のイオンの濃度が高い屈折率変化領域を形成し光導波路
とすることが、たとえばJ.Lightwave Tech. Vol.16 (4)
583 (1998)に記載されている。この光導波路の屈折率
変化領域をガラス中に埋没させてコアとするためには、
上記の屈折率変化領域を形成したガラス基板を加熱し
て、ガラス基板表面層のＡｇ+、Ｔｌ+、Ｋ+またはＬｉ+
イオンをガラス内部に向かって拡散移動させるか、また
は再度Ｎａ+イオンを含む溶融塩中に浸漬してガラス表
面側に近いＡｇ+、Ｔｌ+、Ｋ+またはＬｉ+イオンとＮａ
+イオンを再交換する。この再イオン交換の際に電界を
印加する方法もある。Ｎａ+イオンは、Ａｇ+、Ｔｌ+、
Ｋ+またはＬｉ+イオンが形成した最表面の高屈折率領域
を表面下に移動させる。その結果、コアがガラス表面下
に埋め込まれ、低伝播損失が確保される。この方法で作
製した光導波路のコアは、径１０〜２００μｍの半円形
またはほぼ円形の断面をもつものが多い。イオン交換法
ではイオン交換によって屈折率分布を調整しているた
め、形成された光導波路構造がガラス表面に近い部分に
限られるといった問題がある。
【０００４】火炎加水分解法では、四塩化シリコンと四
塩化ゲルマニウムの火炎加水分解によりシリコン基板の
表面に下クラッド用及びコア用の２層のガラス微粒子層
を堆積させ、高温加熱により微粒子層を透明ガラス層に
改質する。次いで、フォトリソグラフィ及び反応性エッ
チングにより回路パターンをもつコア部を形成すること
が、例えばJ.Lightwave Tech. Vol.17 (5) 771 (1999)
に記載されている。この方法で作製された光導波路は、
膜厚が数μｍと薄い。また、火炎加水分解法は光導波路
の作製方法が複雑であり、使用可能な材料も石英を主成
分としたガラス組成に限られる、また基板表面に堆積し
た微粒子をガラス層に改質する方法のため、円形の断面
を持つ光導波路の作製が困難であるという問題もある。
塩化ゲルマニウムの火炎加水分解によりシリコン基板の
表面に下クラッド用及びコア用の２層のガラス微粒子層
を堆積させ、高温加熱により微粒子層を透明ガラス層に
改質する。次いで、フォトリソグラフィ及び反応性エッ
チングにより回路パターンをもつコア部を形成すること
が、例えばJ.Lightwave Tech. Vol.17 (5) 771 (1999)
に記載されている。この方法で作製された光導波路は、
膜厚が数μｍと薄い。また、火炎加水分解法は光導波路
の作製方法が複雑であり、使用可能な材料も石英を主成
分としたガラス組成に限られる、また基板表面に堆積し
た微粒子をガラス層に改質する方法のため、円形の断面
を持つ光導波路の作製が困難であるという問題もある。
【０００５】さらにイオン交換法、火炎加水分解法で
は、同一基板上に種々の二次元的パターンを持つ光導波
路を形成できるものの、三次元的に組み合わされた光導
波路を形成することは困難である。
は、同一基板上に種々の二次元的パターンを持つ光導波
路を形成できるものの、三次元的に組み合わされた光導
波路を形成することは困難である。
【０００６】ガラス中に三次元的に光導波路を形成させ
る方法としては、特開平９−３１１２３７号に開示され
ているように、ピーク出力値が高いレーザーをガラス内
部に照射することによって光導波路を形成する方法があ
る。この方法では、１０5Ｗ／ｃｍ2以上のピークパワー
強度を持つレーザー光をガラス内部に集光し、その集光
点を相対的に移動させることによって、屈折率変化をも
たらす構造変化をガラス材料内部に起こさせ、光導波路
を形成する。この方法ではレーザーの集光点を三次元的
に移動させることによって三次元的な導波路も容易に作
製できる。
る方法としては、特開平９−３１１２３７号に開示され
ているように、ピーク出力値が高いレーザーをガラス内
部に照射することによって光導波路を形成する方法があ
る。この方法では、１０5Ｗ／ｃｍ2以上のピークパワー
強度を持つレーザー光をガラス内部に集光し、その集光
点を相対的に移動させることによって、屈折率変化をも
たらす構造変化をガラス材料内部に起こさせ、光導波路
を形成する。この方法ではレーザーの集光点を三次元的
に移動させることによって三次元的な導波路も容易に作
製できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】火炎加水分解法等で基
板表面部分に作製された導波路は、外部よりその位置が
確認できるため、他の光ファイバ、もしくは光導波路と
結合させるための位置決めに際してさほど問題はない。
しかし、上記公報に述べられたガラス内部に形成された
導波路においては、その位置を外部より確認することが
困難なため、他の光ファイバ、もしくは光導波路と結合
させるための位置決めが難しく、結合損失が大きくなっ
てしまう問題がある。
板表面部分に作製された導波路は、外部よりその位置が
確認できるため、他の光ファイバ、もしくは光導波路と
結合させるための位置決めに際してさほど問題はない。
しかし、上記公報に述べられたガラス内部に形成された
導波路においては、その位置を外部より確認することが
困難なため、他の光ファイバ、もしくは光導波路と結合
させるための位置決めが難しく、結合損失が大きくなっ
てしまう問題がある。
【０００８】結合損失を低減させる技術として、ＴＥＣ
（ Thermally-diffused Expanded Core）ファイバが期
待されている［川上彰二郎、白石和男、大橋正治著「光
ファイバとファイバ型デバイス」培風館 1996］。ＴＥ
Ｃファイバは光ファイバを部分的に加熱し、光ファイバ
中のコア部のＧｅドーパントを拡散させることによって
光が導波される領域を表すモードフィールド径を拡大し
たコア径拡大ファイバである。ＴＥＣファイバを結合部
分に利用すると、シングルモードファイバの結合損失の
主要因である軸ずれによる損失を低減できることが、理
論的にも実験的にも確認されている。
（ Thermally-diffused Expanded Core）ファイバが期
待されている［川上彰二郎、白石和男、大橋正治著「光
ファイバとファイバ型デバイス」培風館 1996］。ＴＥ
Ｃファイバは光ファイバを部分的に加熱し、光ファイバ
中のコア部のＧｅドーパントを拡散させることによって
光が導波される領域を表すモードフィールド径を拡大し
たコア径拡大ファイバである。ＴＥＣファイバを結合部
分に利用すると、シングルモードファイバの結合損失の
主要因である軸ずれによる損失を低減できることが、理
論的にも実験的にも確認されている。
【０００９】また、このようなＴＥＣファイバは、モー
ドフィールド径の異なる光ファイバ、レーザーダイオー
ド等との結合損失を低減させうることも知られている。
光ファイバ同士の接続部では、接続される各光ファイバ
のモードフィールド径が互いに相違するほどモードミス
マッチ損が生じやすい。このような場合には端部のモー
ドフィールド径が同じになるように加工されたＴＥＣフ
ァイバを用いることにより、結合損失を有効に低減でき
る。
ドフィールド径の異なる光ファイバ、レーザーダイオー
ド等との結合損失を低減させうることも知られている。
光ファイバ同士の接続部では、接続される各光ファイバ
のモードフィールド径が互いに相違するほどモードミス
マッチ損が生じやすい。このような場合には端部のモー
ドフィールド径が同じになるように加工されたＴＥＣフ
ァイバを用いることにより、結合損失を有効に低減でき
る。
【００１０】このようなＴＥＣファイバの概念を導波路
に適用したものとして、特開平７−１２８５４４、特開
平６−２１４１３７がある。特開平７−１２８５４４で
は、基板表面に作製された導波路をＴＥＣファイバの作
製方法と同様に加熱処理によってドーパントを拡散さ
せ、コア径を拡大させている。特開平６−２１４１３７
ではマスクパターンと加工によるホトプロセスや加熱処
理による拡散によってコア径拡大部分を作製している。
に適用したものとして、特開平７−１２８５４４、特開
平６−２１４１３７がある。特開平７−１２８５４４で
は、基板表面に作製された導波路をＴＥＣファイバの作
製方法と同様に加熱処理によってドーパントを拡散さ
せ、コア径を拡大させている。特開平６−２１４１３７
ではマスクパターンと加工によるホトプロセスや加熱処
理による拡散によってコア径拡大部分を作製している。
【００１１】しかしながら、ピーク出力値が高いレーザ
ーをガラス内部に照射することによって光導波路を形成
する方法によって作製した導波路は、コア部とクラッド
部においてガラスの組成は同じであり、光ファイバもし
くは特開平７−１２８５４４に記載された導波路のよう
に熱処理によってコア径を拡大させることができない。
ーをガラス内部に照射することによって光導波路を形成
する方法によって作製した導波路は、コア部とクラッド
部においてガラスの組成は同じであり、光ファイバもし
くは特開平７−１２８５４４に記載された導波路のよう
に熱処理によってコア径を拡大させることができない。
【００１２】本発明は、ピーク出力が高いレーザー光を
ガラス内部に集光することによってガラスの内部に３次
元的に形成された導波路の端部にコア径拡大部分を形成
させる方法を提供することを目的とする。
ガラス内部に集光することによってガラスの内部に３次
元的に形成された導波路の端部にコア径拡大部分を形成
させる方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、光誘起屈折率
変化を起こすエネルギー量をもつレーザー光をガラス材
料の内部に集光し、その集光点をガラス材料の内部の所
定経路に沿って相対移動させてガラス材料の内部にコア
を形成する光導波路の製造方法において、前記レーザー
光の強度を導波路端部付近で徐々に高くなるように変化
させ、それにより前記光導波路の端部にコア径拡大部分
を形成させることを特徴とする光導波路の製造方法であ
る。
変化を起こすエネルギー量をもつレーザー光をガラス材
料の内部に集光し、その集光点をガラス材料の内部の所
定経路に沿って相対移動させてガラス材料の内部にコア
を形成する光導波路の製造方法において、前記レーザー
光の強度を導波路端部付近で徐々に高くなるように変化
させ、それにより前記光導波路の端部にコア径拡大部分
を形成させることを特徴とする光導波路の製造方法であ
る。
【００１４】本発明の製造方法によれば、光誘起屈折率
変化を起こすエネルギー量を持つレーザー光をガラス内
部（形状は平板状、球状、塊状等のいずれでもよい）に
集光して屈折率変化をもたらす構造変化をガラス材料内
部に起こさせ、その集光点を相対的に移動させることに
より導波路が作製され、その端部で導波路を作製するの
に用いられるレーザー光の強度を徐々に高くなるように
変化させてコア径拡大部分を形成することによりコア径
拡大部分を有する光導波路が容易に製造できる。
変化を起こすエネルギー量を持つレーザー光をガラス内
部（形状は平板状、球状、塊状等のいずれでもよい）に
集光して屈折率変化をもたらす構造変化をガラス材料内
部に起こさせ、その集光点を相対的に移動させることに
より導波路が作製され、その端部で導波路を作製するの
に用いられるレーザー光の強度を徐々に高くなるように
変化させてコア径拡大部分を形成することによりコア径
拡大部分を有する光導波路が容易に製造できる。
【００１５】レーザー光としては、ガラスの種類によっ
ても異なるが、光誘起屈折率変化を起こすためには、集
光点において１０5Ｗ／ｃｍ2以上のピークパワー強度を
有することが望ましい。ピークパワー強度は、「１パル
ス当りの出力エネルギー（Ｊ）」／「パルス幅（秒）」
の比で表されるピーク出力（Ｗ）を照射単位面積当りで
表した値である。ピークパワー強度が１０5Ｗ／ｃｍ2に
満たないと光誘起屈折率変化が起こらず、光導波路が形
成されない。ピークパワー強度が高いほど光誘起屈折率
変化が促進され、光導波路が容易に形成される。しか
し、非常に大きなエネルギー量、例えば１０5Ｗ／ｃｍ2
以上の連続発振レーザー光を実用的に得ることは困難で
ある。そこで、パルス幅を狭くすることによりピーク出
力を高くしたパルスレーザーの使用が好ましい。
ても異なるが、光誘起屈折率変化を起こすためには、集
光点において１０5Ｗ／ｃｍ2以上のピークパワー強度を
有することが望ましい。ピークパワー強度は、「１パル
ス当りの出力エネルギー（Ｊ）」／「パルス幅（秒）」
の比で表されるピーク出力（Ｗ）を照射単位面積当りで
表した値である。ピークパワー強度が１０5Ｗ／ｃｍ2に
満たないと光誘起屈折率変化が起こらず、光導波路が形
成されない。ピークパワー強度が高いほど光誘起屈折率
変化が促進され、光導波路が容易に形成される。しか
し、非常に大きなエネルギー量、例えば１０5Ｗ／ｃｍ2
以上の連続発振レーザー光を実用的に得ることは困難で
ある。そこで、パルス幅を狭くすることによりピーク出
力を高くしたパルスレーザーの使用が好ましい。
【００１６】レーザー光は、レンズ等の集光装置により
集光される。このとき、ガラス材料の内部に位置するよ
うに集光点を調整する。この集光点をガラス材料の内部
で相対移動させることにより、光導波路として働く、細
長い屈折率変化領域（高屈折率のコア領域）がガラス材
料の内部に形成される。具体的には、レーザー光の集光
点に対しガラス材料を連続的に移動させ、あるいはガラ
ス材料の内部でレーザー光の集光点を連続的に移動させ
ることにより、集光点を相対移動させる。
集光される。このとき、ガラス材料の内部に位置するよ
うに集光点を調整する。この集光点をガラス材料の内部
で相対移動させることにより、光導波路として働く、細
長い屈折率変化領域（高屈折率のコア領域）がガラス材
料の内部に形成される。具体的には、レーザー光の集光
点に対しガラス材料を連続的に移動させ、あるいはガラ
ス材料の内部でレーザー光の集光点を連続的に移動させ
ることにより、集光点を相対移動させる。
【００１７】コア径拡大部分はレーザー光の強度を徐々
に高くなるように変化させることで作製する。レーザー
光の強度を変化させると、形成する導波路の径がその強
度に応じて変化する。そのため、導波路端部においてレ
ーザー光強度を徐々に高くなるように変化させることに
より徐々に広がった形状のコア径拡大部分を形成でき
る。その形状は、レーザー強度の変化速度を調整するこ
とによって任意に選ぶことができる。
に高くなるように変化させることで作製する。レーザー
光の強度を変化させると、形成する導波路の径がその強
度に応じて変化する。そのため、導波路端部においてレ
ーザー光強度を徐々に高くなるように変化させることに
より徐々に広がった形状のコア径拡大部分を形成でき
る。その形状は、レーザー強度の変化速度を調整するこ
とによって任意に選ぶことができる。
【００１８】上記に述べたように、レーザー光のピーク
パワーを大きくするためにはパルスレーザーの使用が望
ましい。レーザーの発振周波数が低いほどピークパワー
を大きくすることが容易になるが、あまり遅いと滑らか
な導波路構造とならないため、レーザーパルスの繰り返
し周波数は１０ｋＨｚ以上、望ましくは１００ｋＨｚ以
上とする。
パワーを大きくするためにはパルスレーザーの使用が望
ましい。レーザーの発振周波数が低いほどピークパワー
を大きくすることが容易になるが、あまり遅いと滑らか
な導波路構造とならないため、レーザーパルスの繰り返
し周波数は１０ｋＨｚ以上、望ましくは１００ｋＨｚ以
上とする。
【００１９】レーザー光強度の変化は、レーザーの出力
自体を変化させてもよいが、その場合はレーザーの発振
が不安定となるため、レーザー発振装置の外部で行うこ
とが望ましい。発振装置外部でのレーザー光強度の変化
は、レーザー光の経路の途中に強度を変化させるための
装置を設置することによって達成できる。レーザー光を
連続的に変化させるための装置としては、場所的に濃度
が徐々に変化するＮＤフィルターをレーザー光経路の途
中に入れ、その位置を調整することによってレーザー強
度を変化させる方法等が考えられる。
自体を変化させてもよいが、その場合はレーザーの発振
が不安定となるため、レーザー発振装置の外部で行うこ
とが望ましい。発振装置外部でのレーザー光強度の変化
は、レーザー光の経路の途中に強度を変化させるための
装置を設置することによって達成できる。レーザー光を
連続的に変化させるための装置としては、場所的に濃度
が徐々に変化するＮＤフィルターをレーザー光経路の途
中に入れ、その位置を調整することによってレーザー強
度を変化させる方法等が考えられる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下に実施例をあげて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその主旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。
り具体的に説明するが、本発明はその主旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００２１】［実施例１］表１に示す組成を有し、２０
mm×２０mm×５mmの直方体形状のガラス試料に、図１に
示すようにパルスレーザー光２をレンズ３で集光して照
射した。パルスレーザー光２としては、アルゴンレーザ
ー励起のTi:Al2O3レーザーから発振されたパルス幅150
フェムト秒、繰り返し周波数200kHz、波長800nm、平均
出力600mWのレーザー光を使用した。第１のNDフィルタ
ーを透過させて強度４００mWに調整したレーザー光を、
NAが0.3で倍率が１０倍の対物レンズで集光し、試料１
の内部に集光点を生じるように照射し、試料１をその一
端から他方端に向けて矢印５の方向に５０μｍ/秒の速
度で移動させながらコアの長さが約２０ｍｍである光導
波路を作製した。
mm×２０mm×５mmの直方体形状のガラス試料に、図１に
示すようにパルスレーザー光２をレンズ３で集光して照
射した。パルスレーザー光２としては、アルゴンレーザ
ー励起のTi:Al2O3レーザーから発振されたパルス幅150
フェムト秒、繰り返し周波数200kHz、波長800nm、平均
出力600mWのレーザー光を使用した。第１のNDフィルタ
ーを透過させて強度４００mWに調整したレーザー光を、
NAが0.3で倍率が１０倍の対物レンズで集光し、試料１
の内部に集光点を生じるように照射し、試料１をその一
端から他方端に向けて矢印５の方向に５０μｍ/秒の速
度で移動させながらコアの長さが約２０ｍｍである光導
波路を作製した。
【００２２】
【表１】
【００２３】上記方法で作製した光導波路の端部にコア
径拡大部分を作製した。レーザー光の強度の変化は、前
記第１のNDフィルターに隣接させて設けた第２のNDフィ
ルターを調整することで行った。このNDフィルターとし
ては回転式円盤状のものを用い、光の透過率がなだらか
に変化し、最高透過率が最低透過率の１．５倍になるよ
うに、そしてその変化が１回転に１回繰り返されるよう
に、１００秒／回転（０．０１回転／秒）の速度で回転
するように設定した。コア長さ方向の中央部分の通常の
導波路部分を作製するためにレーザー光の集光点が相対
的に移動して光導波路のほぼ中央にある間はレーザー光
が透過する位置を第２ＮＤフィルターの最低透過率位置
にしておき、レーザー光の集光点が導波路端部から２５
００μｍ手前に移動した時点で第２NDフィルターを約５
０秒、回転させて導波路最端部（出射端または入射端）
でレーザー光の強度が最大になるように変化させてコア
径拡大部分を作製した。
径拡大部分を作製した。レーザー光の強度の変化は、前
記第１のNDフィルターに隣接させて設けた第２のNDフィ
ルターを調整することで行った。このNDフィルターとし
ては回転式円盤状のものを用い、光の透過率がなだらか
に変化し、最高透過率が最低透過率の１．５倍になるよ
うに、そしてその変化が１回転に１回繰り返されるよう
に、１００秒／回転（０．０１回転／秒）の速度で回転
するように設定した。コア長さ方向の中央部分の通常の
導波路部分を作製するためにレーザー光の集光点が相対
的に移動して光導波路のほぼ中央にある間はレーザー光
が透過する位置を第２ＮＤフィルターの最低透過率位置
にしておき、レーザー光の集光点が導波路端部から２５
００μｍ手前に移動した時点で第２NDフィルターを約５
０秒、回転させて導波路最端部（出射端または入射端）
でレーザー光の強度が最大になるように変化させてコア
径拡大部分を作製した。
【００２４】作製したコア径拡大部分を有する光導波路
の出射端でのモードフィールド径を測定したところ、２
１μｍであった。同じガラスでコア径拡大部分を作製し
ない場合の出射端でのモードフィールド径は９μｍであ
った。
の出射端でのモードフィールド径を測定したところ、２
１μｍであった。同じガラスでコア径拡大部分を作製し
ない場合の出射端でのモードフィールド径は９μｍであ
った。
【００２５】作製したコア径拡大部分を有する光導波路
は以下の方法で評価した。1.55μｍに中心発振波長を有
するＤＦＢレーザーの光を1.55μｍ用ＴＥＣ型シングル
モード光ファイバによって、上記作製の光導波路のコア
径拡大入射端面まで導き、光導波路他端からの出射光強
度が最大になるようにアライメントする。この出射光を
1.55μｍ用シングルモード光ファイバで光スペクトルア
ナライザーに導いて透過強度を測定する。この値を初期
値として、ＴＥＣファイバの位置をずらしながら、結合
損失がどのように変化するかを測定した。コア径拡大部
分を形成させなかった光導波路と通常の1.55μｍ用シン
グルモード光ファイバの軸ずれと結合損失の関係を同様
の方法で測定し、その差を見ることでコア径拡大の効果
を評価した。図２に測定した位置ずれと結合損失の関係
を示す。この図においては結合損失が一番小さい位置で
の損失を０として、軸ずれによって余分に生じた損失を
過剰損失として表してある。この図より、１ｄＢ劣化時
で軸ずれ量について、コア径拡大部分を有する光導波路
（「コア拡大接続」と表示）の方が、コア径拡大部分を
有しない光導波路（「ＳＭＦ接続」と表示）に比して、
２．４倍と広いことがわかる。
は以下の方法で評価した。1.55μｍに中心発振波長を有
するＤＦＢレーザーの光を1.55μｍ用ＴＥＣ型シングル
モード光ファイバによって、上記作製の光導波路のコア
径拡大入射端面まで導き、光導波路他端からの出射光強
度が最大になるようにアライメントする。この出射光を
1.55μｍ用シングルモード光ファイバで光スペクトルア
ナライザーに導いて透過強度を測定する。この値を初期
値として、ＴＥＣファイバの位置をずらしながら、結合
損失がどのように変化するかを測定した。コア径拡大部
分を形成させなかった光導波路と通常の1.55μｍ用シン
グルモード光ファイバの軸ずれと結合損失の関係を同様
の方法で測定し、その差を見ることでコア径拡大の効果
を評価した。図２に測定した位置ずれと結合損失の関係
を示す。この図においては結合損失が一番小さい位置で
の損失を０として、軸ずれによって余分に生じた損失を
過剰損失として表してある。この図より、１ｄＢ劣化時
で軸ずれ量について、コア径拡大部分を有する光導波路
（「コア拡大接続」と表示）の方が、コア径拡大部分を
有しない光導波路（「ＳＭＦ接続」と表示）に比して、
２．４倍と広いことがわかる。
【００２６】［実施例２］実施例１で用いたガラス試料
の組成に代えて表１の組成を用い、そして実施例１にお
ける、レーザー光の集光点の相対移動速度（５０μｍ/
秒）および第２ＮＤフィルターの回転速度（１００秒／
回転）を、それぞれ１００μｍ/秒および４９秒／回転
に変更した他は、実施例１と同様にして、コア径拡大部
分を有する光導波路を作製した。
の組成に代えて表１の組成を用い、そして実施例１にお
ける、レーザー光の集光点の相対移動速度（５０μｍ/
秒）および第２ＮＤフィルターの回転速度（１００秒／
回転）を、それぞれ１００μｍ/秒および４９秒／回転
に変更した他は、実施例１と同様にして、コア径拡大部
分を有する光導波路を作製した。
【００２７】作製したコア径拡大部分を有する光導波路
の出射端でのモードフィールド径を測定したところ、２
０μｍであった。同じガラスでコア径拡大部分を作製し
ない場合の出射端でのモードフィールド径は１０μｍで
あった。
の出射端でのモードフィールド径を測定したところ、２
０μｍであった。同じガラスでコア径拡大部分を作製し
ない場合の出射端でのモードフィールド径は１０μｍで
あった。
【００２８】実施例１と同様に結合損失を測定し、図３
に測定した位置ずれと結合損失の関係を示す。この図よ
り、１ｄＢ劣化時で軸ずれ量がコア径拡大部分を有する
光導波路の方が、コア径拡大部分を有しない光導波路に
比して、１．９倍と広いことがわかる。
に測定した位置ずれと結合損失の関係を示す。この図よ
り、１ｄＢ劣化時で軸ずれ量がコア径拡大部分を有する
光導波路の方が、コア径拡大部分を有しない光導波路に
比して、１．９倍と広いことがわかる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光誘起屈折率変化を起こすエネルギー量を持つレーザー
光をガラス中に集光させ、集光点を相対的に移動させる
ことによって作製する光導波路において、レーザー光の
強度を変化させることによって導波路端部にコア径拡大
部分を作製することができる。
光誘起屈折率変化を起こすエネルギー量を持つレーザー
光をガラス中に集光させ、集光点を相対的に移動させる
ことによって作製する光導波路において、レーザー光の
強度を変化させることによって導波路端部にコア径拡大
部分を作製することができる。
【図１】 本発明の光導波路を作製する方法を示す概略
配置図（ａ）、及びガラス内部に作製した光導波路を示
す斜視図（ｂ）である。
配置図（ａ）、及びガラス内部に作製した光導波路を示
す斜視図（ｂ）である。
【図２】 実施例１によって作製したコア径拡大部分を
有する導波路の軸ずれと結合損失の関係を表したグラフ
である。
有する導波路の軸ずれと結合損失の関係を表したグラフ
である。
【図３】 実施例２によって作製したコア径拡大部分を
有する導波路の軸ずれと結合損失の関係を表したグラフ
である。
有する導波路の軸ずれと結合損失の関係を表したグラフ
である。
１ ガラス試料 ２ パルスレーザー光 ３ 集光レンズ ４ 集光点 ５ ガラスの移動方向 ６ 光導波路
Claims (1)
- 【請求項１】 光誘起屈折率変化を起こすエネルギー量
をもつレーザー光をガラス材料の内部に集光し、その集
光点をガラス材料の内部の所定経路に沿って相対移動さ
せてガラス材料の内部にコアを形成する光導波路の製造
方法において、前記レーザー光の強度を導波路端部付近
で徐々に高くなるように変化させ、それにより前記光導
波路の端部にコア径拡大部分を形成させることを特徴と
する光導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000172831A JP2001350049A (ja) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | 光導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000172831A JP2001350049A (ja) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | 光導波路の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001350049A true JP2001350049A (ja) | 2001-12-21 |
Family
ID=18675160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000172831A Pending JP2001350049A (ja) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | 光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001350049A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100418255B1 (ko) * | 2002-03-19 | 2004-02-14 | 학교법인 성균관대학 | 고 결합효율을 위한 코어가 확장된 도파로 및 이의 제작방법 |
| US6945078B2 (en) | 2002-08-27 | 2005-09-20 | Fujikura Ltd. | Optical waveguide in the interior of silica glass and method of forming optical waveguide |
| JP2017173358A (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-28 | 日本電信電話株式会社 | 光導波路部品およびその作製方法 |
| JP2018136550A (ja) * | 2011-06-27 | 2018-08-30 | 学校法人慶應義塾 | 光導波路 |
| CN114442221A (zh) * | 2020-10-30 | 2022-05-06 | 华为技术有限公司 | 制备三维波导的控制参数确定方法、制备方法和相关产品 |
-
2000
- 2000-06-09 JP JP2000172831A patent/JP2001350049A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100418255B1 (ko) * | 2002-03-19 | 2004-02-14 | 학교법인 성균관대학 | 고 결합효율을 위한 코어가 확장된 도파로 및 이의 제작방법 |
| US6945078B2 (en) | 2002-08-27 | 2005-09-20 | Fujikura Ltd. | Optical waveguide in the interior of silica glass and method of forming optical waveguide |
| JP2018136550A (ja) * | 2011-06-27 | 2018-08-30 | 学校法人慶應義塾 | 光導波路 |
| JP2017173358A (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-28 | 日本電信電話株式会社 | 光導波路部品およびその作製方法 |
| CN114442221A (zh) * | 2020-10-30 | 2022-05-06 | 华为技术有限公司 | 制备三维波导的控制参数确定方法、制备方法和相关产品 |
| CN114442221B (zh) * | 2020-10-30 | 2024-01-30 | 华为技术有限公司 | 制备三维波导的控制参数确定方法、制备方法和相关产品 |
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