JP2003240984A - アレイ導波路格子の位相調整用マスクおよびそれを用いたアレイ導波路格子の製造方法 - Google Patents
アレイ導波路格子の位相調整用マスクおよびそれを用いたアレイ導波路格子の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アレイ導波路部分に位相調整用マスクを配置
するスペースがなくても、アレイ導波路の位相調整を行
うことができるようにする。 【解決手段】 アレイ導波路４に位相誤差がある場合に
は、位相誤差に応じた長さとなっている窓10,11,12を備
えた位相調整用マスク９を介して、紫外線ビームを照射
して屈折率を変化させる。位相調整用マスク９は、アレ
イ導波路４の部分ではなくスラブ導波路３の部分に配置
してあるため、アレイ導波路部分にスペースがなくても
よい。また、複数の窓10,11,12としたため、紫外線ビー
ムのうち、パワービームが均一な部分のみを窓10,11,12
を介して照射することができ、信頼性よく位相誤差調整
ができる。
するスペースがなくても、アレイ導波路の位相調整を行
うことができるようにする。 【解決手段】 アレイ導波路４に位相誤差がある場合に
は、位相誤差に応じた長さとなっている窓10,11,12を備
えた位相調整用マスク９を介して、紫外線ビームを照射
して屈折率を変化させる。位相調整用マスク９は、アレ
イ導波路４の部分ではなくスラブ導波路３の部分に配置
してあるため、アレイ導波路部分にスペースがなくても
よい。また、複数の窓10,11,12としたため、紫外線ビー
ムのうち、パワービームが均一な部分のみを窓10,11,12
を介して照射することができ、信頼性よく位相誤差調整
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アレイ導波路格子
の位相調整用マスクおよびそれを用いたアレイ導波路格
子の製造方法に関するものである。より具体的には、基
板上に形成され、入力導波路、分岐用スラブ導波路、合
波用スラブ導波路、複数の出力導波路、前記分岐用スラ
ブ導波路と前記合波用スラブ導波路に挟まれたアレイ導
波路から構成され、入力導波路への入射光を分波してそ
れぞれの出力導波路より出射するアレイ導波路格子にお
いて、アレイ導波路の位相値の設計値からのずれを外的
に制御することで、チャネル間のクロストークが小さな
アレイ導波路型回折格子を作製するものである。
の位相調整用マスクおよびそれを用いたアレイ導波路格
子の製造方法に関するものである。より具体的には、基
板上に形成され、入力導波路、分岐用スラブ導波路、合
波用スラブ導波路、複数の出力導波路、前記分岐用スラ
ブ導波路と前記合波用スラブ導波路に挟まれたアレイ導
波路から構成され、入力導波路への入射光を分波してそ
れぞれの出力導波路より出射するアレイ導波路格子にお
いて、アレイ導波路の位相値の設計値からのずれを外的
に制御することで、チャネル間のクロストークが小さな
アレイ導波路型回折格子を作製するものである。
【０００２】
【従来の技術】アレイ導波路型回折格子では、各アレイ
導波路の長さが一定のピッチで増加することが基本であ
る。実際には、作製後の各アレイ導波路間の光路差は設
計値からわずかにずれており、この設計値からのずれが
位相誤差となる。各アレイ導波路に位相誤差が発生する
と、これがチャネル間のクロストークを劣化させる要因
になる。アレイ導波路＃ｋ（ｋ＝１，２，…Ｎ：Ｎはア
レイ導波路の本数）の位相誤差φk を解消するには、Φ
−φk なる位相変化を導波路の一部に誘起すればよい。
ここで、Φは定数である。
導波路の長さが一定のピッチで増加することが基本であ
る。実際には、作製後の各アレイ導波路間の光路差は設
計値からわずかにずれており、この設計値からのずれが
位相誤差となる。各アレイ導波路に位相誤差が発生する
と、これがチャネル間のクロストークを劣化させる要因
になる。アレイ導波路＃ｋ（ｋ＝１，２，…Ｎ：Ｎはア
レイ導波路の本数）の位相誤差φk を解消するには、Φ
−φk なる位相変化を導波路の一部に誘起すればよい。
ここで、Φは定数である。
【０００３】アレイ導波路の位相を変化させる手段とし
て、紫外光により導波路の屈折率が変化する光誘起屈折
率変化がある。紫外光による屈折率変化のメカニズムは
完全には解明されていないが、石英系導波路に添加され
たＧｅの欠陥に基づくクラマース・クロニッヒ機構を中
心とするいくつかの現象が複合して屈折率変化が生じて
いると考えられる。この現象は、Ｇｅ添加コアファイバ
にブラッグ回折格子を作製する技術に応用され実用化さ
れている。
て、紫外光により導波路の屈折率が変化する光誘起屈折
率変化がある。紫外光による屈折率変化のメカニズムは
完全には解明されていないが、石英系導波路に添加され
たＧｅの欠陥に基づくクラマース・クロニッヒ機構を中
心とするいくつかの現象が複合して屈折率変化が生じて
いると考えられる。この現象は、Ｇｅ添加コアファイバ
にブラッグ回折格子を作製する技術に応用され実用化さ
れている。
【０００４】図１に、アレイ導波路の位相誤差を解消す
べくアレイ導波路の位相を変化させる従来技術を示す。
図１において、１はアレイ導波路格子の基板、２は入力
導波路、３は分岐用スラブ導波路、４はアレイ導波路、
５は合波用スラブ導波路、６は出力導波路、７は薄いア
ルミ板で作製した位相調整用マスク、８は紫外レーザビ
ームである。本効果によれば、アレイ導波路４に紫外光
を照射しただけで照射部分の屈折率が変化するので、図
１に示すごとく、各アレイ導波路４に対して、Ｃ（Φ−
φk ）（Ｃは定数）に比例する長さの導波路のみ露呈さ
せ他の部分は遮蔽する位相調整用マスク７を作製し、こ
の位相調整用マスク７を基板１のうちアレイ導波路４の
部分に載せた後に、位相調整用マスク７全体を紫外レー
ザビーム８で照射すればよい。
べくアレイ導波路の位相を変化させる従来技術を示す。
図１において、１はアレイ導波路格子の基板、２は入力
導波路、３は分岐用スラブ導波路、４はアレイ導波路、
５は合波用スラブ導波路、６は出力導波路、７は薄いア
ルミ板で作製した位相調整用マスク、８は紫外レーザビ
ームである。本効果によれば、アレイ導波路４に紫外光
を照射しただけで照射部分の屈折率が変化するので、図
１に示すごとく、各アレイ導波路４に対して、Ｃ（Φ−
φk ）（Ｃは定数）に比例する長さの導波路のみ露呈さ
せ他の部分は遮蔽する位相調整用マスク７を作製し、こ
の位相調整用マスク７を基板１のうちアレイ導波路４の
部分に載せた後に、位相調整用マスク７全体を紫外レー
ザビーム８で照射すればよい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、位相調整用
マスク全体の寸法は通常数ｃｍあるので、位相調整用マ
スクを所望するアレイ導波路近辺にこれだけのスペース
が最低必要である。たとえば、偏波無依存化のためにア
レイ導波路の中心部を加工して半波長板を設置したり、
温度無依存化を目的としてアレイ導波路の中心部分を加
工してポリマー系化合物を設置したりすれば、空いてい
るスペースの寸法は１ｃｍ未満となり、位相調整用マス
クを設置できなくなる場合も発生する。
マスク全体の寸法は通常数ｃｍあるので、位相調整用マ
スクを所望するアレイ導波路近辺にこれだけのスペース
が最低必要である。たとえば、偏波無依存化のためにア
レイ導波路の中心部を加工して半波長板を設置したり、
温度無依存化を目的としてアレイ導波路の中心部分を加
工してポリマー系化合物を設置したりすれば、空いてい
るスペースの寸法は１ｃｍ未満となり、位相調整用マス
クを設置できなくなる場合も発生する。
【０００６】位相調整用マスクを介した光誘起屈折率変
化では、位相調整用マスクを一様パワーのビームで照射
することが重要である。しかしながら、（１）レーザビ
ーム断面で光パワーが一様な部分は通常１ｃｍ2 しかな
く、（２）アレイ導波路が密集するスラブ導波路近辺で
はアレイ導波路が互いに発散する傾向にある。このた
め、照射に使えるアレイ導波路の長さはせいぜい５ｍｍ
程度が限度である。一方、破壊されず長期信頼性が期待
できる範囲で誘起できる屈折率の変化は６×１０-4程度
である。以上の理由から、位相調整用マスクを用いて補
償できる位相は数ｒａｄ程度に制限されるので、従来の
方法で１０ｒａｄといった大きな位相誤差を補償するこ
とは実質的に不可能であった。
化では、位相調整用マスクを一様パワーのビームで照射
することが重要である。しかしながら、（１）レーザビ
ーム断面で光パワーが一様な部分は通常１ｃｍ2 しかな
く、（２）アレイ導波路が密集するスラブ導波路近辺で
はアレイ導波路が互いに発散する傾向にある。このた
め、照射に使えるアレイ導波路の長さはせいぜい５ｍｍ
程度が限度である。一方、破壊されず長期信頼性が期待
できる範囲で誘起できる屈折率の変化は６×１０-4程度
である。以上の理由から、位相調整用マスクを用いて補
償できる位相は数ｒａｄ程度に制限されるので、従来の
方法で１０ｒａｄといった大きな位相誤差を補償するこ
とは実質的に不可能であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】位相調整用マスクを介し
て紫外光を照射して光誘起屈折率変化を誘起させる従来
の方法では、（１）位相調整用マスクを設置するスペー
スを確保しずらい、（２）大きな位相誤差を補償するの
に十分な長さのアレイ導波路を確保できないといった問
題があったので、本発明では、紫外光照射部分をアレイ
導波路からスラブ導波路に変更することを特徴とする。
これは、スラブ導波路の成分がアレイ導波路の成分と同
じであるため、紫外光の照射によってスラブ部分でも屈
折率が変化するからである。
て紫外光を照射して光誘起屈折率変化を誘起させる従来
の方法では、（１）位相調整用マスクを設置するスペー
スを確保しずらい、（２）大きな位相誤差を補償するの
に十分な長さのアレイ導波路を確保できないといった問
題があったので、本発明では、紫外光照射部分をアレイ
導波路からスラブ導波路に変更することを特徴とする。
これは、スラブ導波路の成分がアレイ導波路の成分と同
じであるため、紫外光の照射によってスラブ部分でも屈
折率が変化するからである。
【０００８】上記知見に基づく本発明のアレイ導波路格
子の位相調整用マスクの構成は、基板上に形成され、入
力導波路、分岐用スラブ導波路、合波用スラブ導波路、
複数の出力導波路、前記分岐用スラブ導波路と前記合波
用スラブ導波路に挟まれたアレイ導波路から構成され、
入力導波路への入射光を分波してそれぞれの出力導波路
より出射するアレイ導波路格子の前記分岐用スラブ導波
路または前記合波用スラブ導波路の一部のみを露呈させ
ることを目的とする位相調整用マスクであって、アレイ
導波路の本数をＮ、入力導波路から入射して分岐用スラ
ブ導波路，ｋ（＝１，２，…Ｎ）番目のアレイ導波路，
合波用スラブ導波路を伝播した後に出力導波路から出射
する光の伝播経路の設計値からの位相のずれをφk 、入
力導波路または出力導波路が分岐用スラブ導波路または
合波用スラブ導波路と接する地点をＡk 、ｋ番目のアレ
イ導波路が分岐用スラブ導波路または合波用スラブ導波
路と接する地点をＢk 、Ａk とＢk を結ぶ直線をＬk 、
直線Ｌk 上の点をＰk 、Ｎ個の実数の組を｛Φk ｝（ｋ
＝１，２，…Ｎ）、Ｃをある定数として、点Ｐk から直
線Ｌk に沿ってＣ（Φk −φk ）の距離にある地点Ｑk
を求め、点Ｐ1 ，Ｐ 2 ，…ＰN-1 ，ＰN とＱN ，
ＱN-1 ，…Ｑ2 ，Ｑ1 を順次結んで得られる閉曲線Σを
求め、その表面が該閉曲線Σよりも広く、紫外光を遮断
するプレート上で、該閉曲線Σで囲まれた部分を除去し
てできる間隙を紫外光照射のための窓として有すること
を特徴とする。
子の位相調整用マスクの構成は、基板上に形成され、入
力導波路、分岐用スラブ導波路、合波用スラブ導波路、
複数の出力導波路、前記分岐用スラブ導波路と前記合波
用スラブ導波路に挟まれたアレイ導波路から構成され、
入力導波路への入射光を分波してそれぞれの出力導波路
より出射するアレイ導波路格子の前記分岐用スラブ導波
路または前記合波用スラブ導波路の一部のみを露呈させ
ることを目的とする位相調整用マスクであって、アレイ
導波路の本数をＮ、入力導波路から入射して分岐用スラ
ブ導波路，ｋ（＝１，２，…Ｎ）番目のアレイ導波路，
合波用スラブ導波路を伝播した後に出力導波路から出射
する光の伝播経路の設計値からの位相のずれをφk 、入
力導波路または出力導波路が分岐用スラブ導波路または
合波用スラブ導波路と接する地点をＡk 、ｋ番目のアレ
イ導波路が分岐用スラブ導波路または合波用スラブ導波
路と接する地点をＢk 、Ａk とＢk を結ぶ直線をＬk 、
直線Ｌk 上の点をＰk 、Ｎ個の実数の組を｛Φk ｝（ｋ
＝１，２，…Ｎ）、Ｃをある定数として、点Ｐk から直
線Ｌk に沿ってＣ（Φk −φk ）の距離にある地点Ｑk
を求め、点Ｐ1 ，Ｐ 2 ，…ＰN-1 ，ＰN とＱN ，
ＱN-1 ，…Ｑ2 ，Ｑ1 を順次結んで得られる閉曲線Σを
求め、その表面が該閉曲線Σよりも広く、紫外光を遮断
するプレート上で、該閉曲線Σで囲まれた部分を除去し
てできる間隙を紫外光照射のための窓として有すること
を特徴とする。
【０００９】また本発明のアレイ導波路格子の位相調整
用マスクの構成は、点（Ｐ1 ，Ｐ2，…ＰN-1 ，
ＰN ）、実数の組｛Φk ｝、定数Ｃから構成されるグル
ープを２組以上設定してこれらをΩi （ｉ＝１，２，…
Ｍ：Ｍはグループの個数）と命名し、それぞれのΩi に
対して得られる前記閉曲線Σi を請求項１に記載した方
法で導出し、かつ、これらの閉曲線が互いに交わること
の無いように前記Ωi の各パラメータを設定し、その表
面がこれらの閉曲線よりも広く、紫外光を遮断するプレ
ート上で、該閉曲線Σi で囲まれた部分を除去してでき
る間隙を紫外光照射のための窓として有することを特徴
とする。
用マスクの構成は、点（Ｐ1 ，Ｐ2，…ＰN-1 ，
ＰN ）、実数の組｛Φk ｝、定数Ｃから構成されるグル
ープを２組以上設定してこれらをΩi （ｉ＝１，２，…
Ｍ：Ｍはグループの個数）と命名し、それぞれのΩi に
対して得られる前記閉曲線Σi を請求項１に記載した方
法で導出し、かつ、これらの閉曲線が互いに交わること
の無いように前記Ωi の各パラメータを設定し、その表
面がこれらの閉曲線よりも広く、紫外光を遮断するプレ
ート上で、該閉曲線Σi で囲まれた部分を除去してでき
る間隙を紫外光照射のための窓として有することを特徴
とする。
【００１０】また本発明のアレイ導波路格子の位相調整
用マスクの構成は、前記アレイ導波路の光が伝播せずか
つ前記閉曲線の外側に少なくとも１個マーカを設置し、
点｛Ｐ1 ，Ｐ2 ，…ＰN-1 ，ＰN ｝と（ＱN ，ＱN-1 ，
…Ｑ2 ，Ｑ1 ）を順次結んで得られる閉曲線Σを求め、
その表面が該閉曲線よりも広く、紫外光を遮断するプレ
ート上で、該閉曲線Σで囲まれた部分を除去してできる
間隙を紫外光照射のための窓として有し、かつ、前記マ
ーカ地点に相当する場所にマーカを有することを特徴と
する。
用マスクの構成は、前記アレイ導波路の光が伝播せずか
つ前記閉曲線の外側に少なくとも１個マーカを設置し、
点｛Ｐ1 ，Ｐ2 ，…ＰN-1 ，ＰN ｝と（ＱN ，ＱN-1 ，
…Ｑ2 ，Ｑ1 ）を順次結んで得られる閉曲線Σを求め、
その表面が該閉曲線よりも広く、紫外光を遮断するプレ
ート上で、該閉曲線Σで囲まれた部分を除去してできる
間隙を紫外光照射のための窓として有し、かつ、前記マ
ーカ地点に相当する場所にマーカを有することを特徴と
する。
【００１１】また本発発明のアレイ導波路格子の製造方
法の構成は、基板上に形成され、入力導波路、分岐用ス
ラブ導波路、合波用スラブ導波路、複数の出力導波路、
前記分岐用スラブ導波路と前記合波用スラブ導波路に挟
まれたアレイ導波路から構成され、入力導波路への入射
光を分波してそれぞれの出力導波路より出射するアレイ
導波路格子に対し、請求項１乃至請求項３の何れかの一
項に記載した位相調整用マスクを作製し、該位相調整用
マスクの閉曲線で囲まれた窓が、前記スラブ導波路上の
点Ｐ1 ，Ｐ2 ，…ＰN-1 ，ＰN およびＱN ，ＱN-1 ，…
Ｑ2 ，Ｑ1 と重なるように該位相調整用マスクをスラブ
導波路上に設置し、該位相調整用マスク上の窓全体を紫
外光で照射した後に、該位相調整用マスクを除去する工
程を特徴とする。
法の構成は、基板上に形成され、入力導波路、分岐用ス
ラブ導波路、合波用スラブ導波路、複数の出力導波路、
前記分岐用スラブ導波路と前記合波用スラブ導波路に挟
まれたアレイ導波路から構成され、入力導波路への入射
光を分波してそれぞれの出力導波路より出射するアレイ
導波路格子に対し、請求項１乃至請求項３の何れかの一
項に記載した位相調整用マスクを作製し、該位相調整用
マスクの閉曲線で囲まれた窓が、前記スラブ導波路上の
点Ｐ1 ，Ｐ2 ，…ＰN-1 ，ＰN およびＱN ，ＱN-1 ，…
Ｑ2 ，Ｑ1 と重なるように該位相調整用マスクをスラブ
導波路上に設置し、該位相調整用マスク上の窓全体を紫
外光で照射した後に、該位相調整用マスクを除去する工
程を特徴とする。
【００１２】また本発明のアレイ導波路格子の製造方法
の構成は、前記分岐用スラブ導波路または合波用スラブ
導波路に偏光方向を９０度回転せしめる半波長板を設置
し、該半波長板に関して両側のスラブ導波路部分に、前
記位相調整用マスクを設置し、該位相調整用マスク上の
窓全体を紫外光で照射した後に、該位相調整用マスクを
除去する工程を特徴とする。
の構成は、前記分岐用スラブ導波路または合波用スラブ
導波路に偏光方向を９０度回転せしめる半波長板を設置
し、該半波長板に関して両側のスラブ導波路部分に、前
記位相調整用マスクを設置し、該位相調整用マスク上の
窓全体を紫外光で照射した後に、該位相調整用マスクを
除去する工程を特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。なお、従来技術と同一機能を
果たす部分には同一符号を付し重複する説明は省略す
る。
に基づき詳細に説明する。なお、従来技術と同一機能を
果たす部分には同一符号を付し重複する説明は省略す
る。
【００１４】＜発明の原理＞図２は、本発明の原理を説
明する図であって、Ａは入力導波路２とスラブ導波路３
の接点、Ｎをアレイ導波路４（＃１〜＃Ｎ）の総本数と
して、Ｂ1 ，Ｂ2 ，…Ｂk ，…ＢN はそれぞれアレイ導
波路＃１，＃２，…＃ｋ，…＃Ｎとスラブ導波路３との
接点である。入力導波路２から出射する光ビームは放射
状に広がってアレイ導波路４（＃１〜＃Ｎ）に分配され
るので、点Ａとアレイ導波路＃ｋ（ｋ＝１，２，…Ｎ）
を結ぶ直線Ｌk は入力導波路２からアレイ導波路＃ｋに
入射する光の経路と考えてよい。
明する図であって、Ａは入力導波路２とスラブ導波路３
の接点、Ｎをアレイ導波路４（＃１〜＃Ｎ）の総本数と
して、Ｂ1 ，Ｂ2 ，…Ｂk ，…ＢN はそれぞれアレイ導
波路＃１，＃２，…＃ｋ，…＃Ｎとスラブ導波路３との
接点である。入力導波路２から出射する光ビームは放射
状に広がってアレイ導波路４（＃１〜＃Ｎ）に分配され
るので、点Ａとアレイ導波路＃ｋ（ｋ＝１，２，…Ｎ）
を結ぶ直線Ｌk は入力導波路２からアレイ導波路＃ｋに
入射する光の経路と考えてよい。
【００１５】このため、直線（光経路）Ｌk 上で、点Ｐ
k からＣ（Φ−φk ）（Ｃは定数）の長さの地点Ｑk を
求め、点Ｐ1 ，Ｐ2 ，…ＰN-1 ，ＰN とＱN ，ＱN-1 ，
…Ｑ 2 ，Ｑ1 を順次結んで得られる閉曲線を作り、この
部分だけ紫外光が照射されるように窓を作製することに
より、光経路Ｌk を伝播する光の位相をΦ−φk だけ変
化させることができる。これは、Ａ，Ｂk 点を通過した
後にアレイ導波路＃ｋを伝播して出力導波路より出射す
る光の経路にΦ−φk を誘導することになるので、この
経路が有する位相誤差φk が解消されることになる。
k からＣ（Φ−φk ）（Ｃは定数）の長さの地点Ｑk を
求め、点Ｐ1 ，Ｐ2 ，…ＰN-1 ，ＰN とＱN ，ＱN-1 ，
…Ｑ 2 ，Ｑ1 を順次結んで得られる閉曲線を作り、この
部分だけ紫外光が照射されるように窓を作製することに
より、光経路Ｌk を伝播する光の位相をΦ−φk だけ変
化させることができる。これは、Ａ，Ｂk 点を通過した
後にアレイ導波路＃ｋを伝播して出力導波路より出射す
る光の経路にΦ−φk を誘導することになるので、この
経路が有する位相誤差φk が解消されることになる。
【００１６】＜第一の実施例＞図３は本発明の第一の実
施例を示す図であって、９はアルミ板で作製した位相調
整用マスク、１０，１１，１２は位相誤差データから作
製した窓である。アレイ導波路型回折格子（ＡＷＧ）の
チャネル間隔は５ＧＨｚ、チャネル数は３５０、アレイ
導波路４の本数は７４０であった。このＡＷＧは、図４
に示すごとく、１４ｒａｄにも及ぶ位相誤差を有してい
た。
施例を示す図であって、９はアルミ板で作製した位相調
整用マスク、１０，１１，１２は位相誤差データから作
製した窓である。アレイ導波路型回折格子（ＡＷＧ）の
チャネル間隔は５ＧＨｚ、チャネル数は３５０、アレイ
導波路４の本数は７４０であった。このＡＷＧは、図４
に示すごとく、１４ｒａｄにも及ぶ位相誤差を有してい
た。
【００１７】図３に示した構造からもわかる通り、最短
のアレイ導波路４はスラブ導波路３（またはスラブ導波
路５）から離れた直後に急激に中心部分に向かって方向
転換する一方、最長のアレイ導波路４は直線的に伸びる
形状をしていたので、紫外光で一様に照射できるアレイ
導波路部分の長さはせいぜい３ｍｍ程度であり、アレイ
導波路４の屈折率変化を利用する従来の方法では、１４
ｒａｄに及ぶ位相誤差を補償することは不可能であっ
た。
のアレイ導波路４はスラブ導波路３（またはスラブ導波
路５）から離れた直後に急激に中心部分に向かって方向
転換する一方、最長のアレイ導波路４は直線的に伸びる
形状をしていたので、紫外光で一様に照射できるアレイ
導波路部分の長さはせいぜい３ｍｍ程度であり、アレイ
導波路４の屈折率変化を利用する従来の方法では、１４
ｒａｄに及ぶ位相誤差を補償することは不可能であっ
た。
【００１８】本実施例で使用したアレイ導波路型回折格
子のスラブ導波路３，５は４ｃｍの長さであり、スラブ
導波路３，５内では何ら加工が施されていないので、長
さ４ｃｍの光経路に対して位相調整を行うことができる
はずである。しかしながら、紫外光ビーム断面で光パワ
ーが一様な領域は１ｃｍ2 であった。
子のスラブ導波路３，５は４ｃｍの長さであり、スラブ
導波路３，５内では何ら加工が施されていないので、長
さ４ｃｍの光経路に対して位相調整を行うことができる
はずである。しかしながら、紫外光ビーム断面で光パワ
ーが一様な領域は１ｃｍ2 であった。
【００１９】そこで、本実施例では、図３に示すごと
く、金属製の位相調整用マスク９上に位相誤差データか
ら求めた閉曲線で囲まれた窓１０，窓１１および窓１２
を作製し、これらの窓１０，１１，１２を介して順次、
紫外光でスラブ導波路３を一様に照射した。この方法で
最終的に誘起される屈折率変化は単一の窓に比べて３倍
になるので、図５に示すごとく、透過バンドのサイドロ
ーブは２０ｄＢ以上も低減され、１４ｒａｄの位相誤差
を補償することが可能となった。図５では、便宜上、照
射後の透過バンドのピークを０ｄＢに設定した。
く、金属製の位相調整用マスク９上に位相誤差データか
ら求めた閉曲線で囲まれた窓１０，窓１１および窓１２
を作製し、これらの窓１０，１１，１２を介して順次、
紫外光でスラブ導波路３を一様に照射した。この方法で
最終的に誘起される屈折率変化は単一の窓に比べて３倍
になるので、図５に示すごとく、透過バンドのサイドロ
ーブは２０ｄＢ以上も低減され、１４ｒａｄの位相誤差
を補償することが可能となった。図５では、便宜上、照
射後の透過バンドのピークを０ｄＢに設定した。
【００２０】ここで、スラブ導波路近辺の基板には十字
型のマーカーが作製されており、位相調整用マスクに設
置したマーカが基板上のマーカと一致するように位相調
整用マスク９を基板に固定した。
型のマーカーが作製されており、位相調整用マスクに設
置したマーカが基板上のマーカと一致するように位相調
整用マスク９を基板に固定した。
【００２１】＜第二の実施例＞紫外光の照射による光誘
起屈折率変化量はＴＥとＴＭのモードで異なるので、図
３に示した第一の実施例では、一方のモードしか位相補
償することができない。そこで、両モードとも位相補償
することを目的として、図６に示すように、分岐用スラ
ブ導波路３を加工して偏光方向を９０度回転する半波長
板１３を設置した。更に、位相誤差データから、第一の
実施例で説明した方法で作製した窓１４を有する位相調
整用マスク１６と窓１５を有する位相調整用マスク１７
を、半波長板１３の両側に設置した。
起屈折率変化量はＴＥとＴＭのモードで異なるので、図
３に示した第一の実施例では、一方のモードしか位相補
償することができない。そこで、両モードとも位相補償
することを目的として、図６に示すように、分岐用スラ
ブ導波路３を加工して偏光方向を９０度回転する半波長
板１３を設置した。更に、位相誤差データから、第一の
実施例で説明した方法で作製した窓１４を有する位相調
整用マスク１６と窓１５を有する位相調整用マスク１７
を、半波長板１３の両側に設置した。
【００２２】ここで、アレイ導波路格子の透過バンドを
ＴＥとＴＭのモードに対して一致させるため、半波長板
１８をアレイ導波路４を垂直に横断する位置に設置する
加工を施してある。このため、従来の方法でアレイ導波
路の位相調整を行うための位相調整用マスクを設置する
スペースは、ほとんど無かった。
ＴＥとＴＭのモードに対して一致させるため、半波長板
１８をアレイ導波路４を垂直に横断する位置に設置する
加工を施してある。このため、従来の方法でアレイ導波
路の位相調整を行うための位相調整用マスクを設置する
スペースは、ほとんど無かった。
【００２３】図６において、Ａ点から出射したＴＥおよ
びＴＭモードの光は分岐用スラブ導波路３をＴＥおよび
ＴＭモードで伝播するので、位相調整用マスク１６を介
して誘起される屈折率変化は、αTE，αTMと表される。
ここで、αTE≠αTMである。半波長板１３によって、Ｔ
ＥモードはＴＭモードに、ＴＭモードはＴＥモードに変
換されるので、Ａ点でＴＥおよびＴＭモードで出射した
光が位相調整用マスク１７を介して受ける屈折率変化は
それぞれ、αTM，αTEと表される。このため、両位相調
整用マスク１６，１７を介して最終的に誘起される屈折
率変化は両モードともにαTE＋αTMとなり、光誘起屈折
率変化のモード依存性を解消することができる。
びＴＭモードの光は分岐用スラブ導波路３をＴＥおよび
ＴＭモードで伝播するので、位相調整用マスク１６を介
して誘起される屈折率変化は、αTE，αTMと表される。
ここで、αTE≠αTMである。半波長板１３によって、Ｔ
ＥモードはＴＭモードに、ＴＭモードはＴＥモードに変
換されるので、Ａ点でＴＥおよびＴＭモードで出射した
光が位相調整用マスク１７を介して受ける屈折率変化は
それぞれ、αTM，αTEと表される。このため、両位相調
整用マスク１６，１７を介して最終的に誘起される屈折
率変化は両モードともにαTE＋αTMとなり、光誘起屈折
率変化のモード依存性を解消することができる。
【００２４】図７は、紫外光照射前後のＴＥおよびＴＭ
モードに対する誘起バンドの変化を示す。位相調整によ
り、両モードの透過バンドともに、サイドローブを２０
ｄＢ以上低減することに成功した。ここで、各透過バン
ドのピークは便宜上０ｄＢに設定した。
モードに対する誘起バンドの変化を示す。位相調整によ
り、両モードの透過バンドともに、サイドローブを２０
ｄＢ以上低減することに成功した。ここで、各透過バン
ドのピークは便宜上０ｄＢに設定した。
【００２５】＜変形例＞なお、上記実施例では、本実施
例では入射側の分岐用スラブ導波路３に位相調整用マス
クを施して紫外光を照射したが、出射側の合波用スラブ
導波路５に位相調整用マスクを施して紫外線を照射して
も同一の効果が期待できる。
例では入射側の分岐用スラブ導波路３に位相調整用マス
クを施して紫外光を照射したが、出射側の合波用スラブ
導波路５に位相調整用マスクを施して紫外線を照射して
も同一の効果が期待できる。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、紫
外線照射部分をアレイ導波路からスラブ導波路に変更す
るようにしたため、アレイ導波路部分に紫外光照射用の
位相調整用マスクを設置するスペースがなくても、位相
調整を行うことができるようになった。
外線照射部分をアレイ導波路からスラブ導波路に変更す
るようにしたため、アレイ導波路部分に紫外光照射用の
位相調整用マスクを設置するスペースがなくても、位相
調整を行うことができるようになった。
【００２７】また、レーザビーム断面において光パワー
が一様な部分が狭いことを考慮し、位相調整用マスクに
複数の窓を形成し、この窓を介してスラブ導波路の複数
の部分に紫外光を照射させることにより、大きな位相誤
差をも解消することが可能となった。
が一様な部分が狭いことを考慮し、位相調整用マスクに
複数の窓を形成し、この窓を介してスラブ導波路の複数
の部分に紫外光を照射させることにより、大きな位相誤
差をも解消することが可能となった。
【００２８】更に、偏光方向を９０度回転せしめる半波
長板をスラブ導波路に設置することにより、ＴＥモード
であってもＴＭモードであっても光誘起屈折率変化量を
等しくすることができた。
長板をスラブ導波路に設置することにより、ＴＥモード
であってもＴＭモードであっても光誘起屈折率変化量を
等しくすることができた。
【図１】従来技術を示す構成図である。
【図２】本発明の原理を説明する説明図である。
【図３】本発明の第一の実施例による位相調整用マスク
が設置されたアレイ導波路型回折格子を示す構成図であ
る。
が設置されたアレイ導波路型回折格子を示す構成図であ
る。
【図４】位相調整前のアレイ導波路型回折格子の位相誤
差分布を示す特性図である。
差分布を示す特性図である。
【図５】位相調整前後のアレイ導波路型回折格子の透過
バンドを示す特性図である。
バンドを示す特性図である。
【図６】本発明の第２の実施例による位相調整用マスク
が設置されたアレイ導波路型回折格子を示す構成図であ
る。
が設置されたアレイ導波路型回折格子を示す構成図であ
る。
【図７】位相調整前後のアレイ導波路型回折格子の透過
バンドを示す特性図である。
バンドを示す特性図である。
１ アレイ導波路格子の基板
２ 入力導波路
３ 分岐用スラブ導波路
４ アレイ導波路
５ 合波用スラブ導波路
６ 出力導波路
７ 位相調整用マスク
８ 紫外レーザビーム
９ 位相調整用マスク
１０，１１，１２ 照射するスラブ部分を露呈させるた
めの窓 １３ 半波長板 １４，１５ 照射するスラブ部分を露呈させるための窓 １６，１７ 位相調整用マスク １８ 半波長板 Ａ 入力導波路が分岐用スラブと接する点 Ｂ アレイ導波路が分岐用スラブと接する点 Ｌ1 〜ＬN 直線（光経路）
めの窓 １３ 半波長板 １４，１５ 照射するスラブ部分を露呈させるための窓 １６，１７ 位相調整用マスク １８ 半波長板 Ａ 入力導波路が分岐用スラブと接する点 Ｂ アレイ導波路が分岐用スラブと接する点 Ｌ1 〜ＬN 直線（光経路）
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上に形成され、入力導波路、分岐用
スラブ導波路、合波用スラブ導波路、複数の出力導波
路、前記分岐用スラブ導波路と前記合波用スラブ導波路
に挟まれたアレイ導波路から構成され、入力導波路への
入射光を分波してそれぞれの出力導波路より出射するア
レイ導波路格子の前記分岐用スラブ導波路または前記合
波用スラブ導波路の一部のみを露呈させることを目的と
する位相調整用マスクであって、 アレイ導波路の本数をＮ、入力導波路から入射して分岐
用スラブ導波路，ｋ（＝１，２，…Ｎ）番目のアレイ導
波路，合波用スラブ導波路を伝播した後に出力導波路か
ら出射する光の伝播経路の設計値からの位相のずれをφ
k 、入力導波路または出力導波路が分岐用スラブ導波路
または合波用スラブ導波路と接する地点をＡk 、ｋ番目
のアレイ導波路が分岐用スラブ導波路または合波用スラ
ブ導波路と接する地点をＢk 、Ａk とＢk を結ぶ直線を
Ｌk 、直線Ｌk 上の点をＰk 、Ｎ個の実数の組を
｛Φk ｝（ｋ＝１，２，…Ｎ）、Ｃをある定数として、
点Ｐk から直線Ｌk に沿ってＣ（Φk −φk ）の距離に
ある地点Ｑk を求め、点Ｐ1 ，Ｐ 2 ，…ＰN-1 ，ＰN と
ＱN ，ＱN-1 ，…Ｑ2 ，Ｑ1 を順次結んで得られる閉曲
線Σを求め、その表面が該閉曲線Σよりも広く、紫外光
を遮断するプレート上で、該閉曲線Σで囲まれた部分を
除去してできる間隙を紫外光照射のための窓として有す
ることを特徴とするアレイ導波路格子の位相調整用マス
ク。 - 【請求項２】 請求項１に記載した内容に関わり、点
（Ｐ1 ，Ｐ2 ，…ＰN- 1 ，ＰN ）、実数の組｛Φk ｝、
定数Ｃから構成されるグループを２組以上設定してこれ
らをΩi （ｉ＝１，２，…Ｍ：Ｍはグループの個数）と
命名し、それぞれのΩi に対して得られる前記閉曲線Σ
i を請求項１に記載した方法で導出し、かつ、これらの
閉曲線が互いに交わることの無いように前記Ωi の各パ
ラメータを設定し、その表面がこれらの閉曲線よりも広
く、紫外光を遮断するプレート上で、該閉曲線Σi で囲
まれた部分を除去してできる間隙を紫外光照射のための
窓として有することを特徴とするアレイ導波路格子の位
相調整用マスク。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載した内容
に関わり、前記アレイ導波路の光が伝播せずかつ前記閉
曲線の外側に少なくとも１個マーカを設置し、点
｛Ｐ1 ，Ｐ2 ，…ＰN-1 ，ＰN ｝と（ＱN ，ＱN-1 ，…
Ｑ2 ，Ｑ1 ）を順次結んで得られる閉曲線Σを求め、そ
の表面が該閉曲線よりも広く、紫外光を遮断するプレー
ト上で、該閉曲線Σで囲まれた部分を除去してできる間
隙を紫外光照射のための窓として有し、かつ、前記マー
カ地点に相当する場所にマーカを有することを特徴とす
るアレイ導波路格子の位相調整用マスク。 - 【請求項４】 基板上に形成され、入力導波路、分岐用
スラブ導波路、合波用スラブ導波路、複数の出力導波
路、前記分岐用スラブ導波路と前記合波用スラブ導波路
に挟まれたアレイ導波路から構成され、入力導波路への
入射光を分波してそれぞれの出力導波路より出射するア
レイ導波路格子に対し、請求項１乃至請求項３の何れか
の一項に記載した位相調整用マスクを作製し、該位相調
整用マスクの閉曲線で囲まれた窓が、前記スラブ導波路
上の点Ｐ1 ，Ｐ2 ，…ＰN-1 ，Ｐ N およびＱN ，
ＱN-1 ，…Ｑ2 ，Ｑ1 と重なるように該位相調整用マス
クをスラブ導波路上に設置し、該位相調整用マスク上の
窓全体を紫外光で照射した後に、該位相調整用マスクを
除去する工程を特徴とするアレイ導波路格子の製造方
法。 - 【請求項５】 請求項４に記載した内容に関わり、前記
分岐用スラブ導波路または合波用スラブ導波路に偏光方
向を９０度回転せしめる半波長板を設置し、該半波長板
に関して両側のスラブ導波路部分に、前記位相調整用マ
スクを設置し、該位相調整用マスク上の窓全体を紫外光
で照射した後に、該位相調整用マスクを除去する工程を
特徴とするアレイ導波路格子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002037670A JP3632851B2 (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | アレイ導波路格子の位相調整用マスクおよびそれを用いたアレイ導波路格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002037670A JP3632851B2 (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | アレイ導波路格子の位相調整用マスクおよびそれを用いたアレイ導波路格子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003240984A true JP2003240984A (ja) | 2003-08-27 |
| JP3632851B2 JP3632851B2 (ja) | 2005-03-23 |
Family
ID=27779187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002037670A Expired - Fee Related JP3632851B2 (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | アレイ導波路格子の位相調整用マスクおよびそれを用いたアレイ導波路格子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3632851B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006243011A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | アレイ導波路格子の波長特性を調整するための方法およびマスク |
-
2002
- 2002-02-15 JP JP2002037670A patent/JP3632851B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006243011A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | アレイ導波路格子の波長特性を調整するための方法およびマスク |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3632851B2 (ja) | 2005-03-23 |
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