JP2005140822A - Optical waveguide and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光通信分野において用いられる光導波路およびその製造方法に係り、特にコアの入力部および出力部の断面が略円形または楕円形に形成されたスポットサイズ変換構造の光導波路とその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an optical waveguide used in the field of optical communications and a method for manufacturing the same, and more particularly to an optical waveguide having a spot size conversion structure in which a cross section of an input portion and an output portion of a core is formed in a substantially circular or elliptical shape and a manufacturing method thereof. Is.
従来の光導波路の製造工程としては、図6に示すものがある。 A conventional optical waveguide manufacturing process is shown in FIG.
図6(a)〜(d)は従来の光導波路の製造工程の一例を示す断面図である。 6A to 6D are cross-sectional views showing an example of a manufacturing process of a conventional optical waveguide.
まず、光導波路のクラッドに相当するガラス基板1が用意される。ガラス基板1は表面研磨が施されている。次に超硬合金(WC95〜80%、Co5〜20%)の型母材2aの表面上にTiNで厚さ6μmの凸状の矩形光導波路パターン2bが作製された金型2が用意される。TiNによる凸状の矩形光導波路パターン2bはフォトレジスト・エッチング法とスパッタリング法で作製し、その表面をダイヤモンドパウダーで表面粗さRmax=0.01μmまで研磨することにより得ることができる。
First, a glass substrate 1 corresponding to the cladding of an optical waveguide is prepared. The glass substrate 1 is subjected to surface polishing. Next, a
そこで、図6(a)に示すようにガラス基板1と金型2を成形装置(図示せず)に収納し、これをN2ガス中で温度650℃まで加熱して軟化させ、ガラス基板1の表面に対して金型2を押圧して冷却することにより、図6(b)に示すように凹状のコアパターンが成形されたガラス基板1を得る。
Therefore, as shown in FIG. 6 (a), the glass substrate 1 and the
このガラス基板1には深さ6μmの溝3が金型2の凸状パターン2bに対応して形成され、その底面は電子顕微鏡にて観察した結果、極めて微細な鏡面仕上りが得られた。
A
次に、図6(c)に示すようにガラス基板1の溝3を有する表面上にガラス基板1より高い屈折率を有する光学素子材料4をスパッタ法により堆積形成する。
Next, as shown in FIG. 6C, an optical element material 4 having a refractive index higher than that of the glass substrate 1 is deposited on the surface of the glass substrate 1 having the
そして、図6(d)に示すように研磨機(図示せず)を用いて、光学素子材料4を光学素子材料4の溝3以外の部分が除去されるまで研磨することによりコア5が形成される。
Then, as shown in FIG. 6D, a
以上の工程により光導波路を作製することができる。 The optical waveguide can be manufactured through the above steps.
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。 As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.
また、従来のスポットサイズ変換構造の光導波路としては、図7に示すものがある。 FIG. 7 shows a conventional optical waveguide having a spot size conversion structure.
図7は従来のスポットサイズ変換構造の光導波路のコアの概略図である。図7に示すようにコア11の入出力部12,13は、光ファイバと素子とを実装する際に比屈折率差が大きくなるに従って光ファイバとの接続損失が大きくなるため、この接続損失が小さくなるようにコア11の幅方向及び高さ方向に入出力部12,13に向かって広くなるテーパ状のテーパ部14が形成されている。このテーパ部14の角度は0.3°から1°の範囲である。上記構成によれば、光導波路の入出力部12,13のコア幅及びコア高さが光ファイバのコア径と等しくなり、光導波路のコア断面形状が光ファイバのコア断面形状に近い形となる。これによりモードフィールド径が大きくなり、光ファイバとの接続損失が低減される。
FIG. 7 is a schematic view of a core of an optical waveguide having a conventional spot size conversion structure. As shown in FIG. 7, the input /
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献2が知られている。
しかしながら上記従来の光導波路の製造工程では、光導波路のコアの形状が金型の形状と略等しい形状のものしか作製することができないという問題点を有していた。また、上記従来のスポットサイズ変換構造の光導波路では、コアの断面形状が矩形のため、断面が円形状である光ファイバとの接続損失が大きくなってしまうという問題点を有していた。 However, the conventional optical waveguide manufacturing process has a problem that the core of the optical waveguide can only be manufactured in a shape substantially equal to the shape of the mold. Further, the conventional optical waveguide having the spot size conversion structure has a problem in that since the cross-sectional shape of the core is rectangular, a connection loss with an optical fiber having a circular cross-section is increased.
本発明は光導波路のコアの断面形状が略円形状または楕円形状に等しい光導波路を作製することができ、またコアの入力部または出力部のサイズを光ファイバのコアやLD,VCSEL,LED等からの出射光の径と略等しい大きさで形成することができるため、光ファイバやLD,VCSEL,LED等との結合効率が高いスポットサイズ変換構造の光導波路とその製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention can produce an optical waveguide whose cross-sectional shape of the core of the optical waveguide is substantially circular or elliptical, and the size of the input portion or output portion of the core is the same as the core of an optical fiber, LD, VCSEL, LED, etc. It is possible to form an optical waveguide having a spot size conversion structure with high coupling efficiency with an optical fiber, LD, VCSEL, LED, and the like, and a method for manufacturing the same. It is the purpose.
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
本発明の請求項1に記載の発明は、下部クラッド層と、この下部クラッド層上に光ファイバと接続する入力部または出力部を有するコアと、このコアを覆う上部クラッド層とからなり、前記コアの光の伝搬方向が連続的に変化し、前記コアの断面形状が光の入力部と出力部で異なる形状を有し、かつ略円形または楕円形とした光導波路であり、コアの入力部または出力部の径を光ファイバのコア径や、LD,VCSEL,LED等の発光素子の出射光の径と略等しい形状、大きさで形成することができるため、光ファイバやLD,VCSEL,LED等の発光素子との結合効率を高めることができる。 The invention according to claim 1 of the present invention comprises a lower clad layer, a core having an input part or an output part connected to an optical fiber on the lower clad layer, and an upper clad layer covering the core, An optical waveguide in which the propagation direction of light of the core continuously changes, the cross-sectional shape of the core has different shapes at the light input portion and the output portion, and is substantially circular or elliptical, and the input portion of the core Alternatively, since the diameter of the output portion can be formed with a shape and size substantially equal to the core diameter of the optical fiber and the diameter of the emitted light of the light emitting element such as LD, VCSEL, LED, etc., the optical fiber, LD, VCSEL, LED The coupling efficiency with a light emitting element such as can be increased.
請求項2に記載の発明は、コアの硬度を下部クラッド層の硬度よりも大きくした請求項1に記載の光導波路であり、下部クラッド層より高くかつ光導波路のコアの断面形状を円形または楕円形に略等しく容易に加工することができる。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、下部クラッド層に金型を用いて凹状のコアパターンを加熱プレスして成型する工程と、前記凹状のコアパターンに前記下部クラッド層より屈折率および硬度の大きいガラス素材を少なくとも溢れるように充填する工程と、前記凹状のコアパターンに充填したガラス素材を加熱してコアを形成し溢れたガラス素材を除去する工程と、前記下部クラッド層とコアとを覆うように下部クラッド層とほぼ等しい屈折率のガラス素材または樹脂からなる上部クラッド層を形成する工程とからなり、前記金型によりコアの光の伝搬方向に垂直な断面形状が連続的に変化し少なくとも一部に円弧または楕円弧の形状を形成する光導波路の製造方法であり、光導波路のコアの断面形状を接続する光ファイバ、発光素子等のフィールドパターンと同様の形状に製造することができる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a step of heat-pressing a concave core pattern using a mold for the lower clad layer, and glass having a refractive index and hardness higher than that of the lower clad layer. A step of filling the material so as to overflow, a step of heating the glass material filled in the concave core pattern to form a core and removing the overflowed glass material, and covering the lower cladding layer and the core A step of forming an upper clad layer made of a glass material or a resin having a refractive index substantially equal to that of the lower clad layer, and the die has a cross-sectional shape perpendicular to the light propagation direction of the core continuously changing at least partially. Is a method of manufacturing an optical waveguide in which a circular arc or elliptical arc shape is formed in a field, such as an optical fiber or a light emitting element, which connects the cross-sectional shape of the core of the optical waveguide It can be prepared in the same shape as the turn.
請求項4に記載の発明は、コアを形成する工程を下部クラッド層の上面の研磨と前記コアの上部を丸くする研磨で構成する請求項3に記載の光導波路の製造方法であり、光導波路のコアの断面形状を接続する光ファイバ、発光素子等のフィールドパターンと同様の形状に製造することができる。
The invention according to claim 4 is the method of manufacturing an optical waveguide according to
請求項5に記載の発明は、コアの上面を下部クラッド層の表面より高くなるように形成する請求項3に記載の光導波路の製造方法であり、光導波路のコアの断面形状を接続する光ファイバ、発光素子等のフィールドパターンと同様の形状に製造することができる。
The invention according to
請求項6に記載の発明は、加熱を真空中で行う請求項3に記載の光導波路の製造方法であり、光導波路のコアへの気泡の混入を防止することができる。
The invention described in claim 6 is the method of manufacturing an optical waveguide according to
請求項7に記載の発明は、ガラス素材をスパッタ法により凹状のコアパターンに充填する請求項3に記載の光導波路の製造方法であり、光導波路のコア材として軟化点が高いガラス材料を用いることができるため、上部クラッド層の形成においてコアへの影響を低減することができる。
The invention according to claim 7 is the method of manufacturing an optical waveguide according to
請求項8に記載の発明は、上部クラッド層をスパッタ法、CVD法、プレス成型または粉末状に粉砕したガラス素材を塗布して加熱する方法のいずれか1つにより形成する請求項3に記載の光導波路の製造方法であり、光導波路の上部クラッド層を第3のガラス素材で容易に形成することができる。 The invention according to claim 8 is formed by any one of a sputtering method, a CVD method, press molding, or a method of applying and heating a glass material pulverized into a powder form. This is an optical waveguide manufacturing method, and the upper cladding layer of the optical waveguide can be easily formed of the third glass material.
請求項9に記載の発明は、上部クラッド層に樹脂を用いてスピンコート法または滴下法のいずれか1つにより形成する請求項3に記載の光導波路の製造方法であり、光導波路の上部クラッド層を樹脂で形成することができるため、低コスト化が図れる。
The invention according to claim 9 is the method of manufacturing an optical waveguide according to
本発明は、下部クラッド層と、この下部クラッド層上に光ファイバと接続する入力部または出力部を有するコアと、このコアを覆う上部クラッド層とからなり、前記コアの光の伝搬方向に垂直な断面形状が連続的に変化し、かつ光の入力部と出力部で異なる形状を有し、前記コアの断面形状が略円形または楕円形とした光導波路であり、これにより、コアの入力部または出力部の径を光ファイバのコア径や、LD,VCSEL,LED等の発光素子の出射光の径と略等しい形状、大きさで形成することができるため、光ファイバやLD,VCSEL,LED等の発光素子との結合効率を高めることができる。 The present invention comprises a lower clad layer, a core having an input part or an output part connected to an optical fiber on the lower clad layer, and an upper clad layer covering the core, and perpendicular to the light propagation direction of the core. An optical waveguide having a continuously changing cross-sectional shape and having different shapes at a light input portion and an output portion, and wherein the cross-sectional shape of the core is substantially circular or elliptical. Alternatively, since the diameter of the output portion can be formed with a shape and size substantially equal to the core diameter of the optical fiber and the diameter of the emitted light of the light emitting element such as LD, VCSEL, LED, etc., the optical fiber, LD, VCSEL, LED The coupling efficiency with a light emitting element such as can be increased.
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1(a)〜(e)は本発明の実施の形態1における光導波路の製造工程の一例を示す断面図、図2は本発明の実施の形態1における金型の一例を示す斜視図、図3(a)〜(c)は本発明の実施の形態1における金型の形状を示す断面図である。
(Embodiment 1)
1A to 1E are cross-sectional views showing an example of a manufacturing process of an optical waveguide according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing an example of a mold according to Embodiment 1 of the present invention. FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views showing the shape of the mold in the first embodiment of the present invention.
図1(a)〜(e)、図2に示すように41は金型の凸形状のコアパターン、42および43は光の入力部または出力部、44は金型基材、51は金型、52は下部クラッド層、53は凹状のコアパターン、54はコア層、55はコア、56は上部クラッド層である。 As shown in FIGS. 1A to 1E and FIG. 2, 41 is a convex core pattern of a mold, 42 and 43 are light input portions or output portions, 44 is a mold base material, and 51 is a mold. , 52 is a lower cladding layer, 53 is a concave core pattern, 54 is a core layer, 55 is a core, and 56 is an upper cladding layer.
金型基材44にはWC−Co等からなる超硬合金、コアパターン41にはWC−Co,TiN,Ni−P等からなる合金を用いることが望ましい。光の入力部または出力部42,43の形状は半円形または半楕円形を含む。
It is desirable to use a cemented carbide made of WC—Co or the like for the
以下、本発明のスポットサイズ変換構造の光導波路の製造工程の一例について説明する。 Hereinafter, an example of the manufacturing process of the optical waveguide having the spot size conversion structure of the present invention will be described.
図3(b)に示すように金型51の上に形成された凸形状のコアパターン41のC−C’断面の形状は短辺6μm、長辺15μmの長方形の短辺上に直径6μmの半球が形成されたような形状である。また図3(c)に示すように金型51の上に形成された凸形状のコアパターン41のD−D’断面の形状は短辺10μm、長辺15μmの長方形の短辺上に直径10μmの半球が形成されたような形状である。
As shown in FIG. 3B, the shape of the CC ′ cross section of the
下部クラッド層52は金型51での成型性を考慮し、軟化点が600℃程度以下の第1のガラス材料を用いる。このような金型51と下部クラッド層52とをプレス成型機(図示せず)に収納し、これをN2ガス中で下部クラッド層52に用いる第1のガラス材料の軟化点以上に加熱する。
The
そして、図1(a)のように金型51を下部クラッド層52に押圧または金型51の自重により下部クラッド層52にコアパターン53を形成して冷却することにより図1(b)に示すように凹状のコアパターン53を成型した下部クラッド層52が得られる。
Then, as shown in FIG. 1A, the
次に、本発明の実施の形態1において、コア材は屈折率が下部クラッド層52よりも高く、かつ軟化点が450℃程度以下であり、硬度が下部クラッド層52よりも大きい第2のガラス材料を用いる。このような第2のガラス材料を粉末状に粉砕したものを凹状のコアパターン53を成型した下部クラッド層52の上に塗布する。その際、凹状のコアパターン53以外に溢れるように充分に粉末状の第2のガラス材料が塗布されるようにする。
Next, in the first embodiment of the present invention, the core material has a refractive index higher than that of the
そして、この第2のガラス材料が塗布された下部クラッド層52を温度500℃程度に加熱して第2のガラス材料を軟化させ、図1(c)に示すようにコアパターン53内および下部クラッド層52の上にコア層54が形成される。なお、この加熱工程を真空中で行うことによりコア層54の内部の気泡の除去を促進することができる。
Then, the lower
次に、コア層54が形成された下部クラッド層52を研磨機(図示せず)を用いて、凹状のコアパターン53から溢れ出たコア層54を除去し、さらに表面から約10〜15μmの深さまで下部クラッド層52を除去する。ここでコア層54の硬度は下部クラッド層52の硬度よりも大きいため、コア層54の形状は下部クラッド層52の表面に対して上に凸形状になる。したがって、図1(d)に示すように断面形状が略円形または楕円形に等しいコア55を形成することができる。
Next, the lower
そして、図1(e)に示すように、コア55を形成した下部クラッド層52の上にスパッタ法を用いて第3のガラス材料からなる上部クラッド層56を形成する。スパッタ法は高軟化点のガラス材料でも低温で成膜できるという特徴を持つ。そこで第3のガラス材料としては屈折率が下部クラッド層52に略等しいものであれば良く、第1のガラス材料をそのまま用いても良い。
Then, as shown in FIG. 1E, an upper clad
以上の製造工程により、例えば直径6μmの光導波路のコアと直径10μmのシングルモード光ファイバに用いることができるスポットサイズ変換構造の光導波路を製造することができる。 Through the above manufacturing process, an optical waveguide having a spot size conversion structure that can be used for, for example, a core of an optical waveguide having a diameter of 6 μm and a single mode optical fiber having a diameter of 10 μm can be manufactured.
なお、スパッタ法を用いて下部クラッド層52の上にコア層54を形成しても良い。この場合は第2のガラス素材として、軟化点の高い材料でも用いることが可能になるという利点がある。また被成膜材料である下部クラッド層52にRFバイアスを印加しながら成膜を行うことにより、凹状のコアパターン53へのスパッタ粒子の埋め込み性を向上させることができる。
Note that the
また、スパッタ法を用いて第3のガラス素材からなる上部クラッド層56を形成したが、CVD法、プレス成型法等の方法を用いても良い。
Further, although the upper clad
さらに、上部クラッド層56に第3のガラス素材を用いたが、本発明においてはこれに限ることはなく、第2のクラッド層56として樹脂を用いても良い。例えばフッ素化ポリイミド等を用いることができる。
Furthermore, although the third glass material is used for the upper clad
フッ素化ポリイミドを用いた場合、スピンコート法または滴下法を用いて下部クラッド層52の上に形成することができる。
When fluorinated polyimide is used, it can be formed on the lower
なお、上部クラッド層56に樹脂としてフッ素化ポリイミドを例にして説明したが、本材料に限るものではなく、PMMAや感光性ポリシラン等の様々な樹脂を用いることができる。
In addition, although the fluorinated polyimide was demonstrated to the upper clad
(実施の形態2)
図4は本発明の実施の形態2における一心双方向光送受信モジュールの構成を示す概略図である。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the single-fiber bidirectional optical transceiver module according to
図4に示すように21はクラッド層、22はコア、23a,23bはスポットサイズ変換部、24は溝、25は波長選択フィルタ、26はシングルモード光ファイバ、27はLD、28はPD、29は基板、30は光分岐部である。 As shown in FIG. 4, 21 is a cladding layer, 22 is a core, 23a and 23b are spot size converters, 24 is a groove, 25 is a wavelength selection filter, 26 is a single mode optical fiber, 27 is an LD, 28 is a PD, 29 Is a substrate, and 30 is a light branching portion.
この一心双方向光送受信モジュールの機能を簡単に説明する。 The function of this single fiber bidirectional optical transceiver module will be briefly described.
まず、光ファイバ26から出射された波長1.55μm帯の光信号はスポットサイズ変換部23aを介してコア22を伝搬し、光分岐部30に挿入された波長選択フィルタ25を透過してPD28に入射し、電気信号に変換される。一方発光素子としてのLD27から出射された波長1.3μm帯の光信号はスポットサイズ変換部23bを介してコア22を伝搬し、波長選択フィルタ25により反射して光分岐部30を介して光ファイバ26が接続されたコア22を伝搬し、スポットサイズ変換部23aを通して光ファイバ26に入射され伝搬する。
First, an optical signal having a wavelength of 1.55 μm emitted from the
基板29の上にクラッド層21が形成され、このクラッド層21の上に断面が略円形のコア22が形成されている。このコア22には光分岐部30が形成されており、この光分岐部30は低損失かつ構造が単純なY分岐を用いて構成されている。さらにこの光分岐部30の近傍にはコア22と交差して溝24が形成されており、溝24には波長選択フィルタ25が挿入されている。コア22の非分岐側の出力部にはPD28が結合されている。またコア22の分岐側の一方は入力部として用いられ、端部にはスポットサイズ変換部23bが形成されておりLD27と結合されている。コア22の分岐側の他方は入力出力部として用いられ、端部にはスポットサイズ変換部23aが形成されており、シングルモード光ファイバ26と結合されている。なおLD27およびPD28には、これらを駆動するための電気回路(図示せず)が近接して配置される。
A
光導波路の小型化のためにクラッド層21とコア22の屈折率差を大きくした場合、コア22の径の小型化が可能となるが、コア22とシングルモード光ファイバ26とのスポットサイズの不整合が増大する。例えばクラッド層21とコア22の屈折率差を0.6%とすると、コア22の径は6μmとなるのに対してシングルモード光ファイバ26のコア径は約10μmであるため、コア22とシングルモード光ファイバ26との結合損失は約2.0dBと非常に大きくなってしまう。
When the refractive index difference between the
そこで、本発明ではコア22の断面形状が円形に略等しいスポットサイズ変換部23aを用いてシングルモード光ファイバ26と結合した。例えば一方のコア22の端部の径を約6μm、他方のコア22の端部の径を約10μmとしたスポットサイズ変換部23aを用いて結合した結果、結合損失は約0.5dBとなり損失を大きく低減することができた。従来のスポットサイズ変換部として断面形状が矩形のものを用いて結合した場合、結合損失は約1.0dBであった。
Therefore, in the present invention, the
また、LD27の出射光は一般的に楕円偏波面となる。そのため従来はLD27と光導波路はレンズを用いて結合を行っていた。本発明ではLD27とコア22の結合にスポットサイズ変換部23bを用いた。例えば一方の端部を略楕円形に加工して長軸方向の長さを約4.5μm、短軸方向の長さを約3.4μmとし、他方の端部を直径略6μmの円形状に加工したスポットサイズ変換部23bを用いて結合を行ったところ、結合損失は3dBと非常に小さくなった。
The light emitted from the
(実施の形態3)
図5は本発明の実施の形態3におけるLN(LiNbO3)光変調器の構成を示す概略図である。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of an LN (LiNbO 3 ) optical modulator according to the third embodiment of the present invention.
図5に示すように31はクラッド層、32はコア、33a,33bはスポットサイズ変換部、34はLD、35は電極、36はシングルモード光ファイバ、37は基板、38a,38bは光分岐部である。 As shown in FIG. 5, 31 is a cladding layer, 32 is a core, 33a and 33b are spot size conversion units, 34 is an LD, 35 is an electrode, 36 is a single mode optical fiber, 37 is a substrate, and 38a and 38b are optical branching units. It is.
このLN光変調器の機能を簡単に説明する。 The function of this LN optical modulator will be briefly described.
LNは電圧(電界)を加えると媒質の屈折率が変化する電気光学効果を持つ材質である。屈折率が変化すると光路長も変化するため、そこを通過する光の位相変化に換算される。つまり本発明のLN光変調器においては電極35に電圧V=V0を印加した場合、光分岐部38aから光分岐部38bへ到達する二つの光導波路を通過する光には位相差が生じていないので、この二つの光はそのまま足し算となり、信号は“1”となる。一方、電極35に電圧V=V1を印加した場合に、光分岐部38aから光分岐部38bへ到達する二つの光導波路を通過する光は、位相が180°異なる。したがって光の波は互いに打ち消し合って出力は“0”となる。つまり、光分岐部38bから出射する光はコア22を伝搬せず、放散する光となる。
LN is a material having an electro-optic effect in which the refractive index of the medium changes when a voltage (electric field) is applied. When the refractive index changes, the optical path length also changes, so that it is converted into a phase change of light passing therethrough. That is, in the LN optical modulator of the present invention, when the voltage V = V 0 is applied to the
基板37の上にLNからなるクラッド層31が形成され、クラッド層31の上にTi熱拡散によりコア32が形成されている。コア32には二ヶ所の光分岐部38a,38bが形成されており、この光分岐部38a,38bは低損失かつ構造が単純なY分岐を用いて構成されている。またこの光分岐部38a,38bにより二つに分岐されたコア32に電圧を印加するために、電極35が設置されている。コア32の入出力部にはそれぞれスポットサイズ変換部33a,33bが設けられ、入力部側にはLD34、出力部側にはシングルモード光ファイバ36が結合されている。
A
LNからなる光導波路のコア32の径は約4μmである。そのためシングルモード光ファイバ36とのスポットサイズ不整合が増大する。そこで、本発明のスポットサイズ変換部33aを用いて、コア32とシングルモード光ファイバ36の結合を行った結果、結合損失は約0.7dBとなり、スポットサイズ変換部33aを用いなかった場合と比較して、結合損失を約2dB低減することができた。
The diameter of the
また、LD34とコア32の結合においてもスポットサイズ変換部33bを用いた。例えば一方の端を略楕円形に加工し、長軸を約4.0μm、短軸を約3.4μmとし、他方の端を直径略4μmの円形状に加工したスポットサイズ変換部33bを用いて結合を行った結果、結合損失は3.3dBと非常に小さくなった。
In addition, the spot size conversion unit 33b is used for coupling the LD 34 and the
本発明にかかる光導波路とその製造方法は、光導波路のコアの断面形状が略円形状または楕円形状に等しい光導波路を製造することができ、またコアの入力部または出力部の径を光ファイバのコア径やLD,VCSEL,LED等の発光素子からの出射光の径と略等しい大きさで形成することが可能になり、光ファイバやLD,VCSEL,LED等の発光素子との結合効率が高いスポットサイズ変換構造の光導波路およびその製造方法を提供することができるという効果を有し、一心双方向光送受信モジュール、光変調器、AWG、カップラー等に有用である。 The optical waveguide and the manufacturing method thereof according to the present invention can manufacture an optical waveguide having a substantially circular or elliptical cross-sectional shape of the core of the optical waveguide, and the diameter of the input portion or the output portion of the core is an optical fiber. Can be formed with a size substantially equal to the diameter of the light emitted from the light emitting element such as LD, VCSEL, LED, etc., and the coupling efficiency with the light emitting element such as optical fiber, LD, VCSEL, LED, etc. It has the effect of providing an optical waveguide having a high spot size conversion structure and a method for manufacturing the same, and is useful for a single-fiber bidirectional optical transceiver module, optical modulator, AWG, coupler, and the like.
21 クラッド層
22 コア
23a,23b スポットサイズ変換部
24 溝
25 波長選択フィルタ
26 シングルモード光ファイバ
27 LD
28 PD
29 基板
30 光分岐部
31 クラッド層
32 コア
33a,33b スポットサイズ変換部
34 LD
35 電極
36 シングルモード光ファイバ
37 基板
38a,38b 光分岐部
41 コアパターン
42,43 光の入力部または出力部
44 金型基材
51 金型
52 下部クラッド層
53 凹状のコアパターン
54 コア層
55 コア
56 上部クラッド層
21
28 PD
29
35 Electrode 36 Single mode
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