JP2003207670A

JP2003207670A - 導波路集積型光デバイスおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2003207670A
Application number: JP2002006661A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Umezawa; 浩光梅澤; Shinya Yamauchi; 慎也山内
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2002-01-15
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】ガラス等の光学基板に形成された光導波路の
途中にその光導波路を横断する溝を形成し、その溝にバ
ルク型素子を装着してなるハイブリッド方式の導波路集
積型光デバイスにおいて、低コストかつ高歩留りが可能
な構成でもって、ガラス等の光学基板に形成された光導
波路にバルク型素子を、光学特性を損うことなく低損失
でハイブリッド集積させる。【解決手段】ガラス等の光学基板１２に形成された光
導波路１４の途中にその光導波路１４を横断する溝１６
を形成し、その溝１６にバルク型素子２２を装着すると
ともに、上記光導波路１４と上記バルク型素子２２の間
に介在して上記光導波路１４の入出射光ビーム径（ｗ
１）と上記バルク型素子２２の入出射光ビーム径（ｗ
２）を相互に変換する光ビーム径変換素子２４を、上記
バルク型素子２２とともに上記溝１６に装着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は導波路集積型光デ
バイスの技術に関し、とくにガラスや半導体等の光学基
板にイオン交換等によって形成された光導波路を使用
し、この光導波路にバルク型素子と呼ばれる個別の光機
能素子を組み込んだハイブリッド方式の導波路集積型光
デバイスに適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信や光測定で使用される光デバイス
としては、ガラス等の光学基板にイオン交換等によって
光導波路を形成し、この光導波路を使って所定の光デバ
イス機能をなす平面導波型光回路いわゆるＰＬＣ（Plan
nar Lightwave Circuit）を形成するようにした導波路
集積型デバイスが提供されている。一方、光アイソレー
タや光フィルタ等の光機能素子は、上記ＰＬＣでは良好
な特性のものが得にくいため、バルク型素子と呼ばれる
単体部品として提供されることが多い。

【０００３】しかし、バルク型素子は特性的にはすぐれ
ているが、単体部品であるため、実装コストが高い、高
密度実装に適さない、といった問題がある。そこで、上
記ＰＬＣにバルク型素子を組み込むことにより、コスト
性および実装密度を向上させつつ良好な光学特性を得る
ことをはかったハイブリッド方式の光デバイスが検討さ
れている。

【０００４】ガラス等に形成した光導波路に光アイソレ
ータや光フィルタ等のバルク型素子をハイブリッド集積
させるには、（１）光導波路の途中に横断溝を掘ってバ
ルク型素子を入れる、（２）ガラス導波路にガーネット
導波路を介在させるとともに、そのガーネットで光アイ
ソレータや光フィルタ等のバルク型素子を構成する（た
とえば１９９５年、堀口正治、「電子材料」ｐ９７）、
といった技術が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
（１）の技術は、光導波路とバルク型素子間での結合損
失が大きくなってしまうという問題があった。これはバ
ルク型素子の入出光面積が光導波路のコア（導光部）径
よりも格段に大きいことによる。バルク型素子の特性を
活かすためには、ある程度以上の入出光面積を確保する
必要がある。しかし、それを確保すると、バルク型素子
と光導波路間における入出光面積の格差が拡大して結合
損失が大きくなってしまう。

【０００６】そこで、たとえば特開昭６−２５８５３５
号では、光導波路の端部を加熱してコア径を拡大させる
ことにより、その光導波路の入出光面積をバルク型素子
のそれに適合させるようにしている。ガラス等の光学基
板にイオン交換等によって形成された光導波路は、加熱
によるイオン拡散によってコア径を拡大させることがで
きる。しかし、光導波路のコア径をバルク型素子の入出
光面積に適合させられるところまで拡大させるには、工
程的にかなりの無理をともない、工程が複雑で高コスト
化する一方、仕損じが増えて歩留りが低下するという問
題が生じる。

【０００７】上記（２）の技術は、ガーネット光導波路
が十分な光学特性を得られず、かつ光導波路同士の位置
決め調整にきわめて高い精度が要求されて生産性が悪く
なる、という問題があった。

【０００８】この発明は以上のような問題を鑑みてなさ
れたもので、低コストかつ高歩留りが可能な構成でもっ
て、ガラス等の光学基板やシリコン基板、あるいは化合
物半導体基板に形成された光導波路にバルク型素子を、
光学特性を損うことなく低損失でハイブリッド集積させ
ることができる技術を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による解決手段
は、ガラス等の光学基板やシリコン基板、あるいは化合
物半導体基板に形成された光導波路の途中にその光導波
路を横断する溝を形成し、その溝にバルク型素子を装着
してなるハイブリッド方式の導波路集積型光デバイスに
おいて、上記光導波路と上記バルク型素子の間に介在し
て上記光導波路の入出射光ビーム径と上記バルク型素子
の入出射光ビーム径を相互に変換する光ビーム径変換素
子を、上記バルク型素子とともに上記溝に装着したこと
を特徴とする。

【００１０】上記手段により、低コストかつ高歩留りが
可能な構成でもって、ガラス等の光学基板に形成された
光導波路にバルク型素子を、光学特性を損うことなく低
損失でハイブリッド集積させることができる。

【００１１】上記手段は、イオン交換法により形成され
た光導波路に適用してとくに有効である。その光導波路
は、１価イオンのアルカリイオンを含む多成分ガラス基
板の表面下に埋込形成されたＡｇイオン交換部分によっ
て形成することができる。

【００１２】上記光ビーム径変換素子は通常、上記溝内
にて、バルク型素子を両側から挟みこむ状態で配置させ
る形とする。光ビーム径変換素子は、平行平板状で光ビ
ーム径を拡大または集束する平板マイクロレンズが適し
ている。この平板マイクロレンズは、平板ガラスにイオ
ン交換法により形成することができる。

【００１３】光ビーム径変換素子と光導波路の間に平行
平板状の透明部材を介在させることにより、両者間の光
学位置関係を最適状態に持っていくための補正を行うこ
とができる。透明部材には平板ガラスを用いることがで
きる。

【００１４】上記溝に装着された各光学素子の間は光学
接着剤で機械的および光学的に結合されていることが特
性上望ましい。さらに、上記溝に装着された光学素子と
前記溝の側面との間も光学接着剤で機械的および光学的
に結合されていることが特性上望ましい。

【００１５】また、上記溝の両側に位置する光導波路端
部でのコア径を、上記バルク型素子の入出射光ビーム径
よりも小さい範囲で、上記光ビーム径変換素子側に向け
て拡大させることにより、光学的な精度誤差に対する許
容幅を広げて、特性を低下させることなく、コスト性お
よび生産性をさらに高めることができる。

【００１６】バルク型素子としては、光アイソレータあ
るいは光フィルタを使用することができる。

【００１７】上述した導波路集積光デバイスの製造方法
としては、バルク型素子と光ビーム径変換素子を含む複
数の光学部品を光学接着剤で一体化して光集合部品を形
成し、この光集合部品を光導波路の横断溝に装着するこ
とにより、特性を低下させずにコスト性および生産性を
高めることができる。

【００１８】さらに、上記光集合部品を微動装置で保持
しながら前記溝に装着させるとともに、その装着に際し
て、上記微動装置に保持された光集合部品を上記溝の底
面および／または側面に面同士で倣わせながら位置決め
を行うことにより、コスト性および生産性の向上ととも
に実装の精度を高めることができる。

【００１９】上記溝に装着されて位置決めされた光集合
部品は光学接着剤で固定することが望ましい。また、上
記光集合部品は、ＵＶ（紫外線）硬化型光学接着剤を塗
布した光部品を組合わせた後、ＵＶ照射で露出部分の接
着剤だけ先に固化させ、その後、樹脂全体を熱硬化させ
ることにより、全体を接着剤で機械的および光学的に安
定に固定することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は本発明による技術が適用さ
れた導波路集積型光デバイスの実施形態を製造工程段階
（ａ〜ｄ）別に示す。同図において、まず、（ａ）に示
すように、本発明に係る導波路型光デバイスは、イオン
交換法による光導波路１４があらかじめ形成された光学
基板１２を用いて構成される。この基板１２は、たとえ
ば次のようにして形成される。

【００２１】すなわち、光学基板として、１価のアルカ
リイオンたとえばＮａイオンを含む多成分ガラスを用い
る。このガラス基板の表面にフォトリゾグラフィ技術を
用いて、所定の光導波路パターンが開窓されたマスクを
形成する。マスクはＴｉ膜などのイオン透過防止膜であ
って、ガラス基板を溶融塩中に浸漬したときに、その溶
融塩中のイオンがガラス中に浸透するのを選択的に阻止
する。

【００２２】上記マスクが形成されたガラス基板をＡｇ
イオンを含む溶融塩中に浸漬して１段階目のイオン交換
を行う。このイオン交換により、ガラス基板表面部のＮ
ａイオンが局部的にＡｇイオンに交換される。Ａｇイオ
ンに交換された部分は、ガラス基板素材よりも高屈折率
となる。このイオン交換は上記マスクの開窓パターンに
したがって行われる。

【００２３】次に、上記マスクを除去して２段階目のイ
オン交換を行う。この２段階目のイオン交換では、ガラ
ス基板の厚さ方向に電界を印加することにより、そのガ
ラス基板の表面部に形成されたＡｇイオン交換部分をガ
ラス基板中に移動させる。つまり、Ａｇイオンドープ部
分をガラス基板中に埋め込む。Ａｇイオン部分は、周囲
のガラス基板よりも選択的に高屈折であることにより、
光導波路のコア部を形成する。このようにして、ガラス
基板の表面下に任意のパターンの平面導波型光回路いわ
ゆるＰＬＣを形成することができる。

【００２４】上記ＰＬＣが形成された光学基板１２は、
（ｂ）に示すように、バルク型素子２２が実装される所
定個所にて所定幅（Ｌ１）の横断溝１６を形成する。横
断溝１６は光導波路１４を直交してあるいは斜めに交わ
って形成される。この横断溝１６は平坦な底面とその底
面から立上がる側面とを有する矩形断面の溝であるが、
このような溝はダイアモンドカッタなどを用いて簡単に
切削形成することができる。

【００２５】次に、（ｃ）に示すように、上記横断溝１
６に、バルク型素子２２を含む複数の光部品からなる光
集合部品２０をはめ込んで装着・実装する。光集合部品
２０は、（ｄ）に示すように、光アイソレータや光フィ
ルタなどの光機能素子をなすバルク型素子２２と、この
バルク型素子２２の光入射側面および光出射側面にそれ
ぞれ介在する平板マイクロレンズ２４および平板ガラス
２６とをあらかじめ組合わせたものであって、この組合
わせた状態で上記横断溝１６に装着・実装されるととも
に、この実装状態にて、バルク型素子２２側の入出射光
軸が、上記横断溝１６によって遮断された光導波路１４
の入出射光軸に合致するように位置決めされている。

【００２６】横断溝１６の一方の側の光導波路１４の端
面から出射したビーム光は、平板ガラス２６、平板マイ
クロレンズ２４を順次通ってバルク型素子２２に入射す
る。このバルク型素子２２の出射光は、入射の場合とは
反対に、平板マイクロレンズ２４、平板ガラス３６を順
次通って横断溝１６の他方の側の光導波路１４の端面に
入射するようになっている。

【００２７】平板マイクロレンズ２４はイオン交換法に
より形成されるレンズであって、平板ガラス中に選択的
に形成された高屈折率のイオン交換領域により、一種の
集光レンズとして作用する。この平板マイクロレンズ２
４は平行平板状であって、バルク型素子２２と光導波路
１４の間に介在した状態で、光導波路１４の入出射光ビ
ーム径（ｗ１）とバルク型素子２２の入出射光ビーム径
（ｗ２）を相互に変換する光ビーム径変換素子として作
用する。

【００２８】平板マイクロレンズ２４はバルク型素子２
２を両側から挟みこむ状態で配置されている。バルク型
素子２２の光入射側に介在する平板マイクロレンズ２４
は、光導波路１４の端面から出射される光ビームを所定
のビーム径（≒ｗ２）に拡大してバルク型素子２２に入
射させる。また、バルク型素子２２の光出射側に介在す
る平板マイクロレンズ２４は、パルク型素子２２から出
射される光ビームを光導波路１４のコア径まで縮小して
その光導波路１４に入射させる。

【００２９】これにより、横断溝１６の両側に位置する
光導波路端部のコア径とバルク型素子２２の入出光面積
との間に大きな格差があっても、その光導波路１４とバ
ルク型素子２２の間に、損失の少ない良好な光結合状態
を得ることができる。また、光ビーム径変換素子を形成
する平板マイクロレンズ２４は、平行平板状であること
により、バルク型素子２２を上記溝１６内にて、所定の
姿勢に自己整合的に位置決めして安定させる一種の治具
としても作用する。これにより、バルク型素子２２をそ
のすぐれた光学特性を十分に活かしながら光導波路１４
にハイブリッド集積させることができるとともに、その
組み立の作業性および組み付け後の安定性をそれぞれ良
好なものとすることができる。

【００３０】したがって、低コストかつ高歩留りが可能
な構成でもって、ガラス等の光学基板１２に形成された
光導波路１４にバルク型素子２２を、光学特性を損うこ
となく低損失でハイブリッド集積させることができる。

【００３１】さらに、上述した実施形態では、上記平板
マイクロレンズ２４と光導波路１４の間に平行平板状の
ガラス２６を介在させているが、この平板ガラス２６
は、平板マイクロレンズ２４の焦点（光ビーム径が最小
となる点）を光導波路１４の端面に正確に位置合せさせ
るための光学補正スペーサとして作用する。同時に、平
板マイクロレンズ２４とバルク型素子２２を上記溝１６
内にて、所定の姿勢に自己整合的に位置決めして安定さ
せる一種の治具としても作用する。

【００３２】図２は、バルク型素子２２を含む光集合部
品２０を光導波路１４の横断溝１６に実装する方法の実
施形態について示す。光導波路１４にバルク型素子２２
をハイブリッド集積させる際は、上述したように、バル
ク型素子２２を平板マイクロレンズ２４および平板ガラ
ス２６と組合わせた光集合部品２０をあらかじめ形成す
る。この光集合部品２０を微動装置３０を使って上記溝
１６に装着・実装させれば、その実装を効率良く行わせ
ることができる。

【００３３】この場合、上記微動装置３０のアーム部３
４に若干の機械的位置ずれを許容する「逃げ」を持たせ
る。そして、上記光集合部品２０の移動を上記微動装置
３０の動作に完全に従わせるのではなく、上記溝１６の
面を位置基準にしてその溝面に光集合部品２０の面を倣
わせながら、その光集合部品２０を移動させて上記溝１
６内に装着させる。つまり、上記溝１６に装着・実装す
るための移動動作は微動装置３０を使って行うが、位置
決めは上記溝１６の面（底面および／または垂直面）を
基準にして行う。こうすると、微動装置３０の精度に全
面的に依存しなくても、面同士の倣いによる自己整合的
に位置決めを行って、上記実装をさらに簡単かつ効率良
く正確に行わせることができる。

【００３４】上記微動装置３０の「逃げ」は、たとえば
図に部分的に示すように、微動装置３０の固定部分とワ
ーク（部品２０）を保持して移動するチャック３２との
間のアーム部３４に適当な弾性部材、たとえば金属製弾
性部材を介在させることによって持たせることができ
る。

【００３５】図３は、本発明のさらに好ましい実施形態
を示す。光導波路１４とバルク型素子２２間には、平板
マイクロレンズ２４による光ビーム径変換素子によって
良好な光結合状態を形成することができるが、その結合
状態をさらに良好かつ確実にするためには、同図の
（ａ）に示すように、基板１２と平板ガラス２６の間、
さらには、平板ガラス２６、平板マイクロレンズ２４、
バルク型素子２２の間にそれぞれ光学接着剤２８を介在
させる。この光学接着剤２８は各素子間を接着して機械
的に固定するほかに、素子間に空気層が入り込むことに
よって生じる光伝播損失の発生を防止する。したがっ
て、接着剤２８は、素子間の隙間を充填するように介在
させる。この場合、イオン交換法により形成された平板
マイクロレンズ２４は、光学接着剤２８と接触してもレ
ンズ作用が得ることができるので、光ビーム径変換素子
として機能することができる。

【００３６】上記光学接着剤２８は上記光集合部品２０
の組み立て状態を固定するのに使用することができる。
また、その光集合部品２０を上記溝１６内に安定に固定
させるのにも使用することができる。これとともに、上
記光学接着剤２８は光学的な隙間充填材として作用す
る。つまり、機械的および光学的な結合を形成すること
ができる。このことは次のような効果をもたらす。

【００３７】すなわち、上記光集合部品２０の長さ（Ｌ
２）を上記溝の幅（Ｌ１）よりも若干小さくして両者間
の嵌め合いに隙間余裕を持たせても、その隙間を上記光
学接着剤２８で充填することにより、機械的な固定とと
もに、良好な光学結合状態を確保することができる。こ
れにより、上記隙間余裕をいくぶん大きめに持たせて、
バルク型素子２２を含む光集合部品２０を上記溝１６に
装置・実装する際の作業性を大幅に高めることができ
る。つまり、光学特性を損なうことなく、生産性を向上
させることができる。

【００３８】さらに、図３の（ｂ）に示すように、上記
横断溝１６の両側に位置する光導波路端部のコア径を加
熱により平板マイクロレンズ２４側に向けて拡大させる
と、その平板マイクロレンズ２４の光学的誤差（焦点位
置ずれ）に対する許容幅が広がり、これにより、各素子
の精度とくに光学的な精度誤差による光学特性の低下も
効果的に回避（吸収）できるようになって、コスト性お
よび生産性をさらに高めることができる。

【００３９】イオン交換法により形成された光導波路１
４のコア径は、相対的に高屈折率をなすイオン交換領域
をヒータによる部分加熱で拡散（加熱拡散ドライブ）さ
せることにより、（ｂ）に模式的に示すように、平板マ
イクロレンズ２４に向かって連続的に拡大させることが
できる。この加熱拡散ドライブによる光導波路１４のコ
ア径拡大は、光導波路１４のコア径をバルク型素子２２
の入出光面積に適合させられるところまで行おうとする
と、無理が生じて実現が困難であるが、上記平板マイク
ロレンズ２４の光学的誤差（焦点位置誤差）を補う程度
の拡大ならば、簡単に行うことができる。このため、上
記コア径の拡大は、非拡大部における光導波路１４での
導光ビーム径をｗ１とし、バルク型素子２２の入出射光
ビーム径をｗ２とし、上記拡大によって広げられた光ビ
ーム径をｗ３とした場合に、ｗ１＜ｗ３＜ｗ２となるよ
うに行われている。つまり、コア径はバルク型素子２２
の入出射光ビーム径（ｗ２）よりも小さい範囲（ｗ３＜
ｗ２またはｗ３＜＜ｗ２）で拡大させる。

【００４０】以下、上述した光デバイスの具体的な実施
例を示す。図４は第１実施例の要部を示す。この実施例
では、まず、多成分ガラスからなる基板１２にＡｇイオ
ン交換によりコア径１０μｍの光導波路１４を形成した
（図１（ａ）参照）。この光導波路１４の途中にダイジ
ングソーで幅４．５ｍｍの横断溝１６を設けた（図１
（ｂ）参照）。この状態での光導波路１４の伝播損失
は、横断溝にて光が広がってしまうため、３０ｄＢと大
変に大きいものであった。

【００４１】バルク型素子２２として、図４に示すよう
に、１ｍｍ角のくさび形ルチル単結晶板２枚４１，４１
の間にＬＰＥ（Liquid Phase Epitaxy）ガーネット膜４
２を挟むとともに互いに光学接着剤で貼り合わせて光ア
イソレータを形成した。

【００４２】この場合、２枚のルチル単結晶板４１，４
１の光軸方向は互いに４５度傾いている。また、それぞ
れの表面には対接着剤用のＡＲコートが設けられてい
る。ＬＰＥガーネット膜４２は厚さ４８０μｍで、磁石
が無くても波長１．５５μｍの光に対して４５度のファ
ラデー回転角を持つ。その表面には対接着剤用コートが
設けられている。光学接着剤はＵＶ硬化型の光学接着剤
を使用した。ルチルとＬＰＥ膜はともにＵＶ光を透過さ
せないため、ＵＶ照射で露出部分の接着剤だけ先に固化
させ、その後、８０℃で１時間保つことで樹脂全体を熱
硬化させた。

【００４３】このようにして作製したバルク型素子（光
アイソレータ）２２を、平板マイクロレンズ（日本板硝
子製ＰＭＬ、厚さ０．５３ｍｍ、レンズ径２５０μｍ）
２４および平板ガラス（厚さ１．０ｍｍ）２６とともに
上記溝１６に挿入して、図４に示すような導波路集積型
光デバイスを試作した。挿入に際しては、部品間の接触
境界面となる部分にそれぞれＵＶ硬化型光学接着剤を塗
布した。挿入作業は微動装置（微動台）を使用して行な
ったが、この微動装置は、装置の固定部分とワーク（部
品）を保持するチャック部分との間に、上記光導波路１
４の長手方向とその直交方向に対しての位置ずれを吸収
する金属製弾性体が介挿されている。挿入は、その微動
装置によって保持されたワーク（部品）を上記溝１６の
底面および／または垂直面に面同士で倣わせながら行な
ったが、非常に円滑かつ効率良く作業ができた。

【００４４】上述のようにして作製した導波路集積型光
アイソレータは、損失１ｄＢでアイソレーション３５ｄ
Ｂという良好な特性を得ることができた。

【００４５】図５は第２実施例の要部を示す。この実施
例では、上記第１実施例の構成において、２枚のくさび
形ルチル単結晶板４１，４１のうち、光入射側に平行平
板型のルチル単結晶板４３を加えたもので、これによ
り、２本に分かれた光を完全に一点で集光させるように
した。この結果、損失０．２でアイソレーション３５ｄ
Ｂというさらに良好な特性を得ることができた。

【００４６】図６は第３実施例の要部を示す。この実施
例では、上記第２実施例の構成において、平板マイクロ
レンズ２４の厚さを１ｍｍとすることにより、そのレン
ズ面の反対面上にちょうど焦点が来るようにした。この
平板マイクロレンズ２４を使用したことにより焦点距離
を調整するための平板ガラス２６を省くことができ、こ
れによって溝１６の幅Ｌ１を３．２ｍｍに短縮すること
ができた。

【００４７】以上、本発明をその代表的な実施形態に基
づいて説明したが、本発明は上述した以外にも種々の態
様が可能である。たとえば、バルク型素子は光アイソレ
ータや光フィルタに限定されず、それ以外の光機能素子
であってもよい。また、光ビーム径変換素子は平板マイ
クロレンズ以外の光ビーム径変換素子であってもよい。
さらに導波路は、ガラス基板上に作成したものに限定さ
れず、シリコン基板上や化学半導体基板上に作成したも
のでもよい。

【００４８】

【発明の効果】本発明の効果は上述した説明からあきら
かになるが、その代表的なものとしては、たとえば、低
コストかつ高歩留りが可能な構成でもって、ガラス等の
光学基板に形成された光導波路にバルク型素子を、光学
特性を損うことなく低損失でハイブリッド集積させるこ
とができる、という効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による導波路集積型光デバイスの一実施
形態を示す図である。

【図２】上記導波路集積型光デバイスを微動装置を用い
て組み立てる場合の実施態様を示す図である。

【図３】上記導波路集積型光デバイスの一部を拡大して
示す図である。

【図４】上記導波路集積型光デバイスの第１実施例を示
す図である。

【図５】上記導波路集積型光デバイスの第２実施例を示
す図である。

【図６】上記導波路集積型光デバイスの第３実施例を示
す図である。

【符号の説明】

１２基板１４光導波路１６溝２０光集合部品２２バルク型素子２４平板マイクロレンズ（光ビーム径変換素子）２６平板ガラス（透明部材）２８光学接着剤３０微動装置３２チャック３４アーム４１くさび形ルチル単結晶板４２ＬＰＥガーネット膜４３平行平板型のルチル単結晶板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H038 AA21 BA01 BA35 2H047 KA03 KA12 LA26 PA13 TA32 TA42 2H099 AA01 BA02 CA05 DA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス等の光学基板に形成された光導波
路の途中にその光導波路を横断する溝を形成し、その溝
にバルク型素子を装着してなるハイブリッド方式の導波
路集積型光デバイスにおいて、上記光導波路と上記バル
ク型素子の間に介在して上記光導波路の入出射光ビーム
径と上記バルク型素子の入出射光ビーム径を相互に変換
する光ビーム径変換素子を、上記バルク型素子とともに
上記溝に装着したことを特徴とする導波路集積型光デバ
イス。
【請求項２】請求項１において、前記光導波路はイオ
ン交換法により形成された光導波路であることを特徴と
する導波路集積型光デバイス。
【請求項３】請求項２において、前記光導波路は１価
イオンのアルカリイオンを含む多成分ガラス基板の表面
下に埋込形成されたＡｇイオン交換部分によって形成さ
れていることを特徴とする導波路集積型光デバイス。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかにおいて、前記
光ビーム径変換素子は、前記溝内にて、前記バルク型素
子を両側から挟みこむ状態で配置されていることを特徴
とする導波路集積型光デバイス。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかにおいて、前記
光ビーム径変換素子は光ビーム径を拡大または集束する
平行平板状のマイクロレンズであることを特徴とする導
波路集積型光デバイス。
【請求項６】請求項５において、前記マイクロレンズ
は平板ガラスにイオン交換法により形成されたレンズで
あることを特徴とする導波路集積型光デバイス。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかにおいて、前記
光ビーム径変換素子と前記光導波路の間に平行平板状の
透明部材を介在させたことを特徴とする導波路集積型光
デバイス。
【請求項８】請求項７において、前記透明部材が平板
ガラスであることを特徴とする導波路集積型光デバイ
ス。
【請求項９】請求項１〜８のいずれかにおいて、前記
溝に装着された各光学素子の間が光学接着剤で機械的お
よび光学的に結合されていることを特徴とする導波路集
積型光デバイス。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれかにおいて、前
記溝に装着された光学素子と前記溝の側面との間が光学
接着剤で機械的および光学的に結合されていることを特
徴とする導波路集積型光デバイス。
【請求項１１】請求項１〜１０のいずれかにおいて、
前記溝の両側に位置する光導波路端部でのコア径を、前
記バルク型素子の入出射光ビーム径よりも小さい範囲
で、前記光ビーム径変換素子側に向けて拡大させたこと
を特徴とする導波路集積型光デバイス。
【請求項１２】請求項１〜１１のいずれかにおいて、
前記バルク型素子が光アイソレータであることを特徴と
する導波路集積型光デバイス。
【請求項１３】請求項１〜１２のいずれかにおいて、
前記バルク型素子が光フィルタであることを特徴とする
導波路集積型光デバイス。
【請求項１４】請求項１〜１３のいずれかに記載した
導波路集積型光デバイスの製造方法において、バルク型
素子と光ビーム径変換素子を含む複数の光学部品を光学
接着剤で一体化して光集合部品を形成し、この光集合部
品を光導波路の横断溝に装着することを特徴とする導波
路集積型光デバイスの製造方法。
【請求項１５】請求項１４において、前記光集合部品
を微動装置で保持しながら前記溝に装着させるととも
に、その装着に際して、上記微動装置に保持された光集
合部品を上記溝の底面および／または側面に面同士で倣
わせながら位置決めを行うことを特徴とする導波路集積
型光デバイスの製造方法。
【請求項１６】請求項１５において、前記溝に装着さ
れて位置決めされた光集合部品を光学接着剤で固定する
ことを特徴とする導波路集積型光デバイスの製造方法。
【請求項１７】請求項１４〜１６のいずれかにおい
て、前記光集合部品は、ＵＶ硬化型光学接着剤を塗布し
た光部品を組合わせた後、ＵＶ照射で露出部分の接着剤
だけ先に固化させ、その後、樹脂全体を熱硬化させるこ
とを特徴とする導波路集積型光デバイスの製造方法。