JP2002286919A - 回折格子、光学素子及びこれらの製造方法 - Google Patents
回折格子、光学素子及びこれらの製造方法Info
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- G02B6/124—Geodesic lenses or integrated gratings
Abstract
(57)【要約】
【課題】 取り出す光の波長を可変できる範囲が広い回
折格子及び光学素子を簡単に得ることのできる回折格子
及び光学素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 ポリイミドの前駆体をポリイミド化する
温度よりも低い温度で焼成した硬化層１３’に、所定周
期のパターンを有するマスク１６を介して紫外線Ｂを照
射した後、焼成によりポリイミド化してコア層１３を形
成することにより屈折率の異なる媒質４ａ、４ｂが周期
的に配列された回折格子４が形成され、コア層１３を所
定形状にパターニングして導波路を形成する。
折格子及び光学素子を簡単に得ることのできる回折格子
及び光学素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 ポリイミドの前駆体をポリイミド化する
温度よりも低い温度で焼成した硬化層１３’に、所定周
期のパターンを有するマスク１６を介して紫外線Ｂを照
射した後、焼成によりポリイミド化してコア層１３を形
成することにより屈折率の異なる媒質４ａ、４ｂが周期
的に配列された回折格子４が形成され、コア層１３を所
定形状にパターニングして導波路を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重信号から
所定の波長の信号を取り出す回折格子、波長多重通信用
装置に用いられる波長選択フィルター等の光学素子、及
びこれらの製造方法に関する。
所定の波長の信号を取り出す回折格子、波長多重通信用
装置に用いられる波長選択フィルター等の光学素子、及
びこれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の波長多重通信に用いられる波長選
択フィルターは入射光を導波する導波路を有し、クラッ
ド層に挟まれた導波路のコア層内に回折格子を形成して
構成されている。クラッド層はフッ素等をドーピングし
ながら石英を成膜して形成され、コア層は石英を成膜し
て形成される。これによりコア層の屈折率がクラッド層
よりも大きくなり、コア層内に入射した光が閉じこめら
れて導波される。
択フィルターは入射光を導波する導波路を有し、クラッ
ド層に挟まれた導波路のコア層内に回折格子を形成して
構成されている。クラッド層はフッ素等をドーピングし
ながら石英を成膜して形成され、コア層は石英を成膜し
て形成される。これによりコア層の屈折率がクラッド層
よりも大きくなり、コア層内に入射した光が閉じこめら
れて導波される。
【０００３】コア層上には所定周期の溝が掘設され、該
溝内にはクラッド層を形成する材料が積層される。この
ため、導波方向にクラッド層を形成する材料と、コア層
を形成する材料とが所定周期で配列される。これによ
り、導波方向に屈折率が所定周期で変化する屈折率変調
型の回折格子が形成されている。
溝内にはクラッド層を形成する材料が積層される。この
ため、導波方向にクラッド層を形成する材料と、コア層
を形成する材料とが所定周期で配列される。これによ
り、導波方向に屈折率が所定周期で変化する屈折率変調
型の回折格子が形成されている。
【０００４】導波路に波長多重された光が入射すると、
該光はコア層内を導波する。回折格子の周期及び屈折率
に応じて所定の波長の光は回折格子で反射し、他の波長
の光は回折格子を透過する。これにより、所定の波長の
光を取り出すことができるようになっている。
該光はコア層内を導波する。回折格子の周期及び屈折率
に応じて所定の波長の光は回折格子で反射し、他の波長
の光は回折格子を透過する。これにより、所定の波長の
光を取り出すことができるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の波長選択フィルターによると、回折格子の周期及
び屈折率に応じて取り出すことのできる光の波長が決め
られる。このため、状況に応じて異なる波長の光を取り
出す場合には、機械的に波長選択フィルターを伸縮して
回折格子の周期を可変する必要があった。従って、通信
装置が複雑で大型化する問題があった。
従来の波長選択フィルターによると、回折格子の周期及
び屈折率に応じて取り出すことのできる光の波長が決め
られる。このため、状況に応じて異なる波長の光を取り
出す場合には、機械的に波長選択フィルターを伸縮して
回折格子の周期を可変する必要があった。従って、通信
装置が複雑で大型化する問題があった。
【０００６】また、回折格子の近傍にペルチェ素子等の
温度可変素子を設けることも考えられる。即ち、温度可
変素子により回折格子の温度を昇降し、石英の屈折率を
可変して異なる波長の光を取り出す。しかしながら、こ
の方法によると、石英の熱光学定数ｄｎ／ｄＴ（ｎ：屈
折率、Ｔ：温度）が小さいため、取り出す光の波長を可
変できる範囲が狭い。従って、複数の波長に応じて複数
の波長選択フィルターを設ける必要があり、通信装置が
大型化する問題があった。
温度可変素子を設けることも考えられる。即ち、温度可
変素子により回折格子の温度を昇降し、石英の屈折率を
可変して異なる波長の光を取り出す。しかしながら、こ
の方法によると、石英の熱光学定数ｄｎ／ｄＴ（ｎ：屈
折率、Ｔ：温度）が小さいため、取り出す光の波長を可
変できる範囲が狭い。従って、複数の波長に応じて複数
の波長選択フィルターを設ける必要があり、通信装置が
大型化する問題があった。
【０００７】本発明は、取り出す光の波長を可変できる
範囲が広い回折格子及び光学素子を簡単に提供すること
を目的とする。また本発明は、取り出す光の波長を可変
できる範囲が広い回折格子及び光学素子を簡単に得るこ
とのできる回折格子及び光学素子の製造方法を提供する
ことを目的とする。
範囲が広い回折格子及び光学素子を簡単に提供すること
を目的とする。また本発明は、取り出す光の波長を可変
できる範囲が広い回折格子及び光学素子を簡単に得るこ
とのできる回折格子及び光学素子の製造方法を提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載された発明の光学素子は、ポリイミド
から成る導波路に、所定周期で屈折率が変化する回折格
子を形成したことを特徴としている。この構成による
と、導波路を導波する波長多重光は、所定の波長の光が
回折格子で反射し、他の光が透過する。回折格子はポリ
イミドから成り、石英よりも熱光学定数が大きいため、
回折格子の温度を可変すると大きく屈折率が変化して反
射する光の波長が可変される。
に請求項１に記載された発明の光学素子は、ポリイミド
から成る導波路に、所定周期で屈折率が変化する回折格
子を形成したことを特徴としている。この構成による
と、導波路を導波する波長多重光は、所定の波長の光が
回折格子で反射し、他の光が透過する。回折格子はポリ
イミドから成り、石英よりも熱光学定数が大きいため、
回折格子の温度を可変すると大きく屈折率が変化して反
射する光の波長が可変される。
【０００９】また請求項２に記載された発明は、請求項
１に記載された光学素子において、前記回折格子の温度
を可変する温度可変素子を備えたことを特徴としてい
る。この構成によると、温度可変素子の制御により回折
格子の温度が可変され、回折格子で反射する光の波長が
可変される。
１に記載された光学素子において、前記回折格子の温度
を可変する温度可変素子を備えたことを特徴としてい
る。この構成によると、温度可変素子の制御により回折
格子の温度が可変され、回折格子で反射する光の波長が
可変される。
【００１０】また請求項３に記載された発明の光学素子
の製造方法は、ポリイミドから成る薄膜に所定周期のパ
ターンで紫外線照射して回折格子を形成し、前記薄膜を
所定形状にパターニングして導波路を形成したことを特
徴としている。この構成によると、紫外線が照射された
部分の屈折率が変化し、所定周期で屈折率が変化する回
折格子が導波路内に簡単に形成される。
の製造方法は、ポリイミドから成る薄膜に所定周期のパ
ターンで紫外線照射して回折格子を形成し、前記薄膜を
所定形状にパターニングして導波路を形成したことを特
徴としている。この構成によると、紫外線が照射された
部分の屈折率が変化し、所定周期で屈折率が変化する回
折格子が導波路内に簡単に形成される。
【００１１】また請求項４に記載された発明の光学素子
の製造方法は、ポリイミドの前駆体から成る薄膜に所定
周期のパターンで紫外線照射した後、焼成によりポリイ
ミド化した前記薄膜を所定形状にパターニングして導波
路を形成したことを特徴としている。この構成による
と、紫外線が照射された部分の屈折率が変化し、所定周
期で屈折率が変化する回折格子が導波路内に簡単に形成
される。
の製造方法は、ポリイミドの前駆体から成る薄膜に所定
周期のパターンで紫外線照射した後、焼成によりポリイ
ミド化した前記薄膜を所定形状にパターニングして導波
路を形成したことを特徴としている。この構成による
と、紫外線が照射された部分の屈折率が変化し、所定周
期で屈折率が変化する回折格子が導波路内に簡単に形成
される。
【００１２】また請求項５に記載された発明の回折格子
は、所定周期で屈折率が変化したポリイミドから成るこ
とを特徴としている。この構成によると、回折格子に入
射した波長多重光は、所定の波長の光が回折格子で反射
し、他の光が透過する。回折格子はポリイミドから成る
ため回折格子の温度を可変すると屈折率が変化して反射
する光の波長が可変される。
は、所定周期で屈折率が変化したポリイミドから成るこ
とを特徴としている。この構成によると、回折格子に入
射した波長多重光は、所定の波長の光が回折格子で反射
し、他の光が透過する。回折格子はポリイミドから成る
ため回折格子の温度を可変すると屈折率が変化して反射
する光の波長が可変される。
【００１３】また請求項６に記載された発明の回折格子
の製造方法は、ポリイミドから成る薄膜に所定周期のパ
ターンで紫外線照射したことを特徴としている。
の製造方法は、ポリイミドから成る薄膜に所定周期のパ
ターンで紫外線照射したことを特徴としている。
【００１４】また請求項７に記載された発明の回折格子
の製造方法は、ポリイミドの前駆体から成る薄膜に所定
周期のパターンで紫外線照射した後、前記薄膜を焼成し
てポリイミド化したことを特徴としている。
の製造方法は、ポリイミドの前駆体から成る薄膜に所定
周期のパターンで紫外線照射した後、前記薄膜を焼成し
てポリイミド化したことを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は一実施形態の光学素子である
波長選択フィルターを用いた光学装置を示す平面図であ
る。波長選択フィルター１はポリイミドから成る導波路
で構成されている。導波路のコア層３内には、屈折率の
異なる媒質４ａ、４ｂが所定周期で配列された屈折率変
調型の回折格子４が形成されている。詳細を後述するよ
うに、媒質４ｂは媒質４ａに紫外線を照射することによ
り屈折率を変化させて形成されている。
参照して説明する。図１は一実施形態の光学素子である
波長選択フィルターを用いた光学装置を示す平面図であ
る。波長選択フィルター１はポリイミドから成る導波路
で構成されている。導波路のコア層３内には、屈折率の
異なる媒質４ａ、４ｂが所定周期で配列された屈折率変
調型の回折格子４が形成されている。詳細を後述するよ
うに、媒質４ｂは媒質４ａに紫外線を照射することによ
り屈折率を変化させて形成されている。
【００１６】コア層３の側部にはペルチェ素子２が一体
に設けられている。ペルチェ素子２は電流が流れると電
流の方向に応じて発熱または冷却され、回折格子４の温
度を可変するようになっている。
に設けられている。ペルチェ素子２は電流が流れると電
流の方向に応じて発熱または冷却され、回折格子４の温
度を可変するようになっている。
【００１７】また、波長選択フィルター１の側方にはハ
ーフミラー５が配されている。ハーフミラー５を介して
コア層３に波長λ１、λ２、λ３の光が多重された波長
多重信号が入射すると、該光はコア層３内を導波する。
そして、回折格子４によって波長λ１の光が反射し、波
長λ２、λ３の光が透過する。これにより、入射部から
波長λ１の光が射出され、ハーフミラー５で反射して取
り出すことができるようになっている。
ーフミラー５が配されている。ハーフミラー５を介して
コア層３に波長λ１、λ２、λ３の光が多重された波長
多重信号が入射すると、該光はコア層３内を導波する。
そして、回折格子４によって波長λ１の光が反射し、波
長λ２、λ３の光が透過する。これにより、入射部から
波長λ１の光が射出され、ハーフミラー５で反射して取
り出すことができるようになっている。
【００１８】反射する光の波長は媒質４ａ、４ｂの屈折
率及び回折格子４の周期Ｐによって決められる。媒質４
ａ、４ｂはポリイミドから成るため、熱光学定数ｄｎ／
ｄＴ（ｎ：屈折率、Ｔ：温度）が石英よりも１桁程度大
きく、温度の昇降により容易に屈折率が変化する。
率及び回折格子４の周期Ｐによって決められる。媒質４
ａ、４ｂはポリイミドから成るため、熱光学定数ｄｎ／
ｄＴ（ｎ：屈折率、Ｔ：温度）が石英よりも１桁程度大
きく、温度の昇降により容易に屈折率が変化する。
【００１９】従って、ペルチェ素子２に電流を流すと回
折格子４の媒質４ａ、４ｂの屈折率が変化して、図中、
かっこ内に示すように、波長λ１、λ２の差が大きくて
も波長λ２の光が反射して取り出され、波長λ１、λ３
の光が透過する。これにより、取り出す光の波長を広い
範囲で可変することのできる波長選択フィルター１が得
られる。
折格子４の媒質４ａ、４ｂの屈折率が変化して、図中、
かっこ内に示すように、波長λ１、λ２の差が大きくて
も波長λ２の光が反射して取り出され、波長λ１、λ３
の光が透過する。これにより、取り出す光の波長を広い
範囲で可変することのできる波長選択フィルター１が得
られる。
【００２０】また、図２に示すように、ハーフミラー５
に替えてサーキュレーター６を介して光学素子１に波長
多重信号を入射し、所定の波長λ１の光を取り出すよう
にしてもよい。尚、ペルチェ素子２を波長選択フィルタ
ー１と一体に設ける必要はなく、波長選択フィルター１
の近傍に配置してもよい。また、回折格子４により取り
出す光の波長を正確に制御するために回折格子４の温度
を検出する温度センサーを設けるとより望ましい。より
正確には、取り出す光の波長自身を検出する機構を設け
ると更に望ましい。
に替えてサーキュレーター６を介して光学素子１に波長
多重信号を入射し、所定の波長λ１の光を取り出すよう
にしてもよい。尚、ペルチェ素子２を波長選択フィルタ
ー１と一体に設ける必要はなく、波長選択フィルター１
の近傍に配置してもよい。また、回折格子４により取り
出す光の波長を正確に制御するために回折格子４の温度
を検出する温度センサーを設けるとより望ましい。より
正確には、取り出す光の波長自身を検出する機構を設け
ると更に望ましい。
【００２１】次に、光学素子１の製造方法を図３（ａ）
〜（ｅ）、図４（ａ）、（ｂ）及び図５を参照して説明
する。まず、図３（ａ）に示すように、シリコン等から
成る基板１０上にカップラー１１をスピンナー等により
塗布し、１５０℃で３０分焼成する。本実施形態では、
カップラー１１として日立化成工業（株）製、OPI-coup
lerを使用している。カップラー１１は、シリコンと、
後述する下部クラッド１２を形成するポリイミドとの接
着強度を向上させるために設けられ、基板１０とポリイ
ミドとの間の接着強度を十分確保できる場合には省いて
もよい。
〜（ｅ）、図４（ａ）、（ｂ）及び図５を参照して説明
する。まず、図３（ａ）に示すように、シリコン等から
成る基板１０上にカップラー１１をスピンナー等により
塗布し、１５０℃で３０分焼成する。本実施形態では、
カップラー１１として日立化成工業（株）製、OPI-coup
lerを使用している。カップラー１１は、シリコンと、
後述する下部クラッド１２を形成するポリイミドとの接
着強度を向上させるために設けられ、基板１０とポリイ
ミドとの間の接着強度を十分確保できる場合には省いて
もよい。
【００２２】図３（ｂ）では、ポリイミドの前駆体をス
ピンナー等により塗布し、所定の焼成条件で焼成してポ
リイミドから成る下部クラッド層１２を形成する。本実
施形態では下部クラッド層１２を形成するポリイミドの
前駆体として、日立化成工業（株）製、N3205-50を使用
している。
ピンナー等により塗布し、所定の焼成条件で焼成してポ
リイミドから成る下部クラッド層１２を形成する。本実
施形態では下部クラッド層１２を形成するポリイミドの
前駆体として、日立化成工業（株）製、N3205-50を使用
している。
【００２３】図３（ｃ）では、下部クラッド層１２より
も屈折率の大きいポリイミドが得られる前駆体を下部ク
ラッド層１２上にスピンナー等により塗布する。そし
て、所定の焼成条件で焼成してポリイミドから成るコア
層１３を形成する。本実施形態では、コア層１３を形成
するポリイミドの前駆体として、日立化成工業（株）
製、N3305-50を使用している。
も屈折率の大きいポリイミドが得られる前駆体を下部ク
ラッド層１２上にスピンナー等により塗布する。そし
て、所定の焼成条件で焼成してポリイミドから成るコア
層１３を形成する。本実施形態では、コア層１３を形成
するポリイミドの前駆体として、日立化成工業（株）
製、N3305-50を使用している。
【００２４】この時、コア層１３内に回折格子４を形成
している。ポリイミドの前駆体は約２５０℃でポリイミ
ド化される。このため、前駆体を塗布後、２５０℃より
も低い９０℃で１２０分焼成し、溶剤を気化して前駆体
を硬化させる。その後、図４（ａ）に示すように、前駆
体の硬化膜１３’の上方に所定の周期で凹凸が形成され
たマスク１６を設置して矢印Ｂに示すように、上方から
２５４ｎｍの紫外線を４０ｍＷ／ｃｍ2で１時間照射す
る。
している。ポリイミドの前駆体は約２５０℃でポリイミ
ド化される。このため、前駆体を塗布後、２５０℃より
も低い９０℃で１２０分焼成し、溶剤を気化して前駆体
を硬化させる。その後、図４（ａ）に示すように、前駆
体の硬化膜１３’の上方に所定の周期で凹凸が形成され
たマスク１６を設置して矢印Ｂに示すように、上方から
２５４ｎｍの紫外線を４０ｍＷ／ｃｍ2で１時間照射す
る。
【００２５】本実施形態では、マスク１６は石英基板か
ら成り、石英基板の表面には１０２０ｎｍの周期で凹凸
が形成されている。マスク１６を透過する紫外線は凹凸
により回折し、＋１次の回折光と−１次の回折光により
硬化層１３’の表面には５１０ｎｍの周期で紫外線が照
射される。
ら成り、石英基板の表面には１０２０ｎｍの周期で凹凸
が形成されている。マスク１６を透過する紫外線は凹凸
により回折し、＋１次の回折光と−１次の回折光により
硬化層１３’の表面には５１０ｎｍの周期で紫外線が照
射される。
【００２６】そして、９０℃で１２０分、１６０℃で３
０分、２５０℃で３０分、３９５℃で９０分の焼成を順
に行うことにより前駆体がポリイミド化して、図４
（ｂ）の平面図に示すようにポリイミドから成るコア層
１３が形成される。
０分、２５０℃で３０分、３９５℃で９０分の焼成を順
に行うことにより前駆体がポリイミド化して、図４
（ｂ）の平面図に示すようにポリイミドから成るコア層
１３が形成される。
【００２７】ポリイミドは紫外線の照射により屈折率が
可変される性質を有するため、コア層１３内に屈折率の
異なる媒質４ｂが形成される。本実施形態では、紫外線
が照射されていない部分（４ａ）の屈折率は、波長が１
５５０ｎｍのＴＥ波に対して１．５２９４になり、紫外
線を照射した部分（４ｂ）の屈折率は同波長の時に１．
５３２１になっている。このため、屈折率の差が０．０
０２７の異なる媒質４ａ、４ｂが所定周期Ｐ（＝５１０
ｎｍ）で並んだ回折格子４が形成される。
可変される性質を有するため、コア層１３内に屈折率の
異なる媒質４ｂが形成される。本実施形態では、紫外線
が照射されていない部分（４ａ）の屈折率は、波長が１
５５０ｎｍのＴＥ波に対して１．５２９４になり、紫外
線を照射した部分（４ｂ）の屈折率は同波長の時に１．
５３２１になっている。このため、屈折率の差が０．０
０２７の異なる媒質４ａ、４ｂが所定周期Ｐ（＝５１０
ｎｍ）で並んだ回折格子４が形成される。
【００２８】そして、コア層１３上にフォトレジストを
塗布し、所定の幅にパターニングしてＲＩＥを行う。こ
れにより、図５及び図３（ｄ）に示すように所定幅のコ
ア層３が形成される。図３（ｅ）では、下部クラッド層
１２と同じポリイミドの前駆体をスピンナー等により塗
布し、所定の焼成条件で焼成してポリイミドから成る上
部クラッド層１４を形成する。
塗布し、所定の幅にパターニングしてＲＩＥを行う。こ
れにより、図５及び図３（ｄ）に示すように所定幅のコ
ア層３が形成される。図３（ｅ）では、下部クラッド層
１２と同じポリイミドの前駆体をスピンナー等により塗
布し、所定の焼成条件で焼成してポリイミドから成る上
部クラッド層１４を形成する。
【００２９】これにより、コア層３内に回折格子４を有
する波長選択フィルター１が得られる。コア層３は屈折
率の小さい下部クラッド層１２及び上部クラッド層１４
に挟まれるため、コア層３内に入射した光束を閉じこめ
て導波することができる。また、上部クラッド層１４上
にペルチェ素子２を貼着して前述の図１に示すように回
折格子４の温度を可変することができる。
する波長選択フィルター１が得られる。コア層３は屈折
率の小さい下部クラッド層１２及び上部クラッド層１４
に挟まれるため、コア層３内に入射した光束を閉じこめ
て導波することができる。また、上部クラッド層１４上
にペルチェ素子２を貼着して前述の図１に示すように回
折格子４の温度を可変することができる。
【００３０】本実施形態の光学素子（波長選択フィルタ
ー）の製造方法によると、ポリイミドの前駆体から成る
薄膜（硬化層１３’）にマスク１６を介して紫外線を照
射することで簡単に屈折率の異なる媒質４ａ、４ｂを周
期的に形成することができる。また、硬化層１３’に電
子線を照射してもポリイミドの屈折率を可変できる。し
かしながら、周期構造を形成するためには電子線を走査
する必要があり加工時間がかかるため、本実施形態のよ
うにマスク１６を用いて紫外線を照射する方法がより望
ましい。
ー）の製造方法によると、ポリイミドの前駆体から成る
薄膜（硬化層１３’）にマスク１６を介して紫外線を照
射することで簡単に屈折率の異なる媒質４ａ、４ｂを周
期的に形成することができる。また、硬化層１３’に電
子線を照射してもポリイミドの屈折率を可変できる。し
かしながら、周期構造を形成するためには電子線を走査
する必要があり加工時間がかかるため、本実施形態のよ
うにマスク１６を用いて紫外線を照射する方法がより望
ましい。
【００３１】また、前駆体の硬化膜１３’に紫外線を照
射して屈折率を可変するだけでなく、前駆体をポリイミ
ド化したコア層１３に紫外線を照射してもよい。例え
ば、前述の図３（ｃ）において、ポリイミドの前駆体
（日立化成工業（株）製、N3305-20）を９０℃で１２０
分、１６０℃で３０分、２５０℃で３０分、３９５℃で
９０分焼成した後、上記と同様にマスク１６を介して２
５４ｎｍの紫外線を４０ｍＷ／ｃｍ2で１時間照射し
た。
射して屈折率を可変するだけでなく、前駆体をポリイミ
ド化したコア層１３に紫外線を照射してもよい。例え
ば、前述の図３（ｃ）において、ポリイミドの前駆体
（日立化成工業（株）製、N3305-20）を９０℃で１２０
分、１６０℃で３０分、２５０℃で３０分、３９５℃で
９０分焼成した後、上記と同様にマスク１６を介して２
５４ｎｍの紫外線を４０ｍＷ／ｃｍ2で１時間照射し
た。
【００３２】その結果、紫外線が照射されていない部分
（４ａ）の屈折率は、波長が１５５０ｎｍのＴＥ波に対
して上記同様１．５２９４であり、紫外線を照射した部
分（４ｂ）の屈折率は同波長の時に１．５２９９にな
る。このため、屈折率の差が０．０００５の異なる媒質
４ａ、４ｂが所定周期Ｐで並んだ回折格子４が形成され
る。この結果により、コア層１３をポリイミド化する前
の前駆体（１３’）に紫外線を照射する方が屈折率差が
大きく、取り出す波長における反射率の高い回折格子４
を得ることができるのでより望ましい。
（４ａ）の屈折率は、波長が１５５０ｎｍのＴＥ波に対
して上記同様１．５２９４であり、紫外線を照射した部
分（４ｂ）の屈折率は同波長の時に１．５２９９にな
る。このため、屈折率の差が０．０００５の異なる媒質
４ａ、４ｂが所定周期Ｐで並んだ回折格子４が形成され
る。この結果により、コア層１３をポリイミド化する前
の前駆体（１３’）に紫外線を照射する方が屈折率差が
大きく、取り出す波長における反射率の高い回折格子４
を得ることができるのでより望ましい。
【００３３】
【発明の効果】請求項１の発明によると、ポリイミドか
ら成る導波路に屈折率変調の回折格子を形成したので、
温度により回折格子の屈折率を可変して、取り出す光の
波長を可変できる範囲の広い光学素子を得ることができ
る。
ら成る導波路に屈折率変調の回折格子を形成したので、
温度により回折格子の屈折率を可変して、取り出す光の
波長を可変できる範囲の広い光学素子を得ることができ
る。
【００３４】また請求項２の発明によると、回折格子の
温度を可変する温度可変素子を備えたので、簡単に回折
格子の屈折率を変更して、取り出す光の波長を可変でき
る。
温度を可変する温度可変素子を備えたので、簡単に回折
格子の屈折率を変更して、取り出す光の波長を可変でき
る。
【００３５】また請求項３の発明によると、ポリイミド
から成る薄膜（コア層）に所定周期のパターンで紫外線
照射して回折格子を形成しているので、温度により屈折
率の変化するポリイミドから成る回折格子を有した導波
路を簡単に得ることができる。
から成る薄膜（コア層）に所定周期のパターンで紫外線
照射して回折格子を形成しているので、温度により屈折
率の変化するポリイミドから成る回折格子を有した導波
路を簡単に得ることができる。
【００３６】また請求項４の発明によると、ポリイミド
の前駆体から成る薄膜に所定周期のパターンで紫外線照
射した後、該薄膜の焼成によりポリイミド化して導波路
を形成するので、温度により屈折率の変化するポリイミ
ドから成る回折格子を有した導波路を簡単に得ることが
できるとともに、取り出す波長における反射率の高い光
学素子を得ることができる。
の前駆体から成る薄膜に所定周期のパターンで紫外線照
射した後、該薄膜の焼成によりポリイミド化して導波路
を形成するので、温度により屈折率の変化するポリイミ
ドから成る回折格子を有した導波路を簡単に得ることが
できるとともに、取り出す波長における反射率の高い光
学素子を得ることができる。
【００３７】また請求項５の発明によると、回折格子が
所定周期で屈折率が変化したポリイミドから成るので、
温度により屈折率を可変して、取り出す光の波長を可変
できる範囲の広い回折格子を得ることができる。
所定周期で屈折率が変化したポリイミドから成るので、
温度により屈折率を可変して、取り出す光の波長を可変
できる範囲の広い回折格子を得ることができる。
【００３８】また請求項６の発明によると、ポリイミド
から成る薄膜に所定周期のパターンで紫外線照射して回
折格子を形成するので、温度により屈折率の変化するポ
リイミドから成る回折格子を簡単に得ることができる。
から成る薄膜に所定周期のパターンで紫外線照射して回
折格子を形成するので、温度により屈折率の変化するポ
リイミドから成る回折格子を簡単に得ることができる。
【００３９】また請求項７の発明によると、ポリイミド
の前駆体から成る薄膜に所定周期のパターンで紫外線照
射した後、該薄膜を焼成によりポリイミド化して回折格
子を形成するので、温度により屈折率の変化するポリイ
ミドから成る回折格子を簡単に得ることができるととも
に、取り出す波長を可変できる範囲のより広い回折格子
を得ることができる。
の前駆体から成る薄膜に所定周期のパターンで紫外線照
射した後、該薄膜を焼成によりポリイミド化して回折格
子を形成するので、温度により屈折率の変化するポリイ
ミドから成る回折格子を簡単に得ることができるととも
に、取り出す波長を可変できる範囲のより広い回折格子
を得ることができる。
【図１】 本発明の実施形態の光学素子を用いた光
学装置を示す平面図である。
学装置を示す平面図である。
【図２】 本発明の実施形態の光学素子を用いた他
の光学装置を示す平面図である。
の光学装置を示す平面図である。
【図３】 本発明の実施形態の光学素子の製造方法
を示す正面図である。
を示す正面図である。
【図４】 本発明の実施形態の光学素子の製造方法
の回折格子の形成工程を示す側面図及び平面図である。
の回折格子の形成工程を示す側面図及び平面図である。
【図５】 本発明の実施形態の光学素子の製造方法
の導波路のパターニング工程を示す平面図である。
の導波路のパターニング工程を示す平面図である。
１ 光学素子 ２ ペルチェ素子 ３ コア層（パターニング後） ４ 回折格子 ４ａ、４ｂ 媒質 ５ ハーフミラー ６ サーキュレーター １０ 基板 １１ カップラー １２ 下部クラッド層 １３ コア層（パターニング前） １３’ 硬化層 １４ 上部クラッド層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 波多野 卓史 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H041 AA21 AB10 AB38 AC07 AZ06 AZ08 2H047 KA04 LA02 NA05 PA02 PA15 PA24 PA28 PA30 QA05 RA08 TA12 2H049 AA34 AA43 AA50 AA59 AA62 AA66
Claims (7)
- 【請求項１】 ポリイミドから成る導波路に、所定周期
で屈折率が変化する回折格子を形成したことを特徴とす
る光学素子。 - 【請求項２】 前記回折格子の温度を可変する温度可変
素子を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光学素
子。 - 【請求項３】 ポリイミドから成る薄膜に所定周期のパ
ターンで紫外線照射して回折格子を形成し、前記薄膜を
所定形状にパターニングして導波路を形成したことを特
徴とする光学素子の製造方法。 - 【請求項４】 ポリイミドの前駆体から成る薄膜に所定
周期のパターンで紫外線照射した後、焼成によりポリイ
ミド化した前記薄膜を所定形状にパターニングして導波
路を形成したことを特徴とする光学素子の製造方法。 - 【請求項５】 所定周期で屈折率が変化したポリイミド
から成ることを特徴とする回折格子。 - 【請求項６】 ポリイミドから成る薄膜に所定周期のパ
ターンで紫外線照射したことを特徴とする回折格子の製
造方法。 - 【請求項７】 ポリイミドの前駆体から成る薄膜に所定
周期のパターンで紫外線照射した後、前記薄膜を焼成し
てポリイミド化したことを特徴とする回折格子の製造方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001089177A JP2002286919A (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 回折格子、光学素子及びこれらの製造方法 |
| US10/103,717 US20020141702A1 (en) | 2001-03-27 | 2002-03-25 | Diffraction grating, optical element and manufacturing methods of the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001089177A JP2002286919A (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 回折格子、光学素子及びこれらの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002286919A true JP2002286919A (ja) | 2002-10-03 |
Family
ID=18944146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001089177A Pending JP2002286919A (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 回折格子、光学素子及びこれらの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020141702A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002286919A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005002106B3 (de) * | 2005-01-14 | 2006-04-13 | Drägerwerk AG | Vorrichtung zur Analyse der qualitativen Zusammensetzung von Gasen |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3067880B2 (ja) * | 1991-01-12 | 2000-07-24 | キヤノン株式会社 | 回折格子を有する光検出装置 |
| US5609797A (en) * | 1993-05-03 | 1997-03-11 | The Boeing Company | Method for recording refractive index patterns in polyimide films |
| US6459847B1 (en) * | 1998-12-07 | 2002-10-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Patterned layer of a polymer material having a cholesteric order |
| US6306563B1 (en) * | 1999-06-21 | 2001-10-23 | Corning Inc. | Optical devices made from radiation curable fluorinated compositions |
| US6947651B2 (en) * | 2001-05-10 | 2005-09-20 | Georgia Tech Research Corporation | Optical waveguides formed from nano air-gap inter-layer dielectric materials and methods of fabrication thereof |
| JP4014519B2 (ja) * | 2002-07-17 | 2007-11-28 | 日東電工株式会社 | ポリマー光導波路の製造方法 |
-
2001
- 2001-03-27 JP JP2001089177A patent/JP2002286919A/ja active Pending
-
2002
- 2002-03-25 US US10/103,717 patent/US20020141702A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020141702A1 (en) | 2002-10-03 |
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