JP2006011417A - 光強度ピーク位置補正光導波路及び光学装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 光強度ピークの位置ずれを補正でき、損失の均一性の低下を抑制可能な光導波路及び光学装置を提供する。
【解決手段】 コア及びクラッドからなる光導波路において、コアが2つのテーパー部により形成される絞り部を有する光強度ピーク位置補正光導波路、並びに、コア及びクラッドからなる光導波路に、入射端部、出射端部、分岐部又は結合部を有する光学装置であって、前記光導波路のコアが2つのテーパー部により形成される絞り部を有する光学装置である。
【選択図】 なし
【解決手段】 コア及びクラッドからなる光導波路において、コアが2つのテーパー部により形成される絞り部を有する光強度ピーク位置補正光導波路、並びに、コア及びクラッドからなる光導波路に、入射端部、出射端部、分岐部又は結合部を有する光学装置であって、前記光導波路のコアが2つのテーパー部により形成される絞り部を有する光学装置である。
【選択図】 なし
Description
本発明は、光導波路及び光学装置に関し、特に、光強度ピークの位置ずれを補正でき、損失の均一性の低下を抑制可能な光導波路及び光学装置に関するものである。
近年のパソコンやインターネットの普及に伴い、情報伝送需要が急激に増大している。このため、伝送速度の速い光伝送を、パソコン等の末端の情報処理装置までに普及させることが望まれている。これを実現するには、光インターコネクション用に、高性能な光導波路や光分岐結合器(光合分波器にも使用可能)を、安価かつ大量に製造する必要がある。
また、光集積回路において、基板と、該基板上にコア及びクラッドが設けられた光導波路を用いた光分岐回路、光結合回路、光分岐結合器は基本構成要素として必要不可欠なものである。このような光分岐結合器としては、入射端部、出射端部、分岐部又は結合部を有する光分岐結合器が知られている。
このような光分岐結合器において、光ファイバとの接続位置ずれにより、入射光は高次モードが励振された状態で光導波路を伝搬し、均等に光を分岐させる分岐回路においては分岐がずれてしまい出力部での損失の均一性が低下するという問題があり、それらの問題を解決する手法が求められていた。そして、このような問題を解決するため、例えば、特許文献1及び特許文献2には、分岐点前の導波路であるコア部に直線状のくびれを設けることが提案されていた。しかしながら、分岐比のずれによる均一性が低下する原因は、前述のように光ファイバと光導波路の接続位置ずれで励振される高次モードによって伝搬光が光強度ピーク位置を変動しながら進んでいくことにあるため、これらの文献に記載の方法では、直線状のくびれを長くしないと効果が得られないため、1枚当たりのウェハから得られる数が少なくなることからコスト高になるという問題があり、また、主光導波路より狭い幅の直線で高次モードを放射させる仕組みであるために、狭い幅の直線においては高次モード以外の主光導波路での導波モードも放射される。すなわち、高次モードを放射させるので分岐部における分岐比のずれ、損失の均一性低下を抑えることは可能であるが、主光導波路より狭い幅の直線では必要以上に光を捨てながら伝搬していくということになり、さらに、狭い直線がある程度必要となるので、損失が大きくなるという問題がある。
特許第2809517号公報
特許第3102874号公報
また、光集積回路において、基板と、該基板上にコア及びクラッドが設けられた光導波路を用いた光分岐回路、光結合回路、光分岐結合器は基本構成要素として必要不可欠なものである。このような光分岐結合器としては、入射端部、出射端部、分岐部又は結合部を有する光分岐結合器が知られている。
このような光分岐結合器において、光ファイバとの接続位置ずれにより、入射光は高次モードが励振された状態で光導波路を伝搬し、均等に光を分岐させる分岐回路においては分岐がずれてしまい出力部での損失の均一性が低下するという問題があり、それらの問題を解決する手法が求められていた。そして、このような問題を解決するため、例えば、特許文献1及び特許文献2には、分岐点前の導波路であるコア部に直線状のくびれを設けることが提案されていた。しかしながら、分岐比のずれによる均一性が低下する原因は、前述のように光ファイバと光導波路の接続位置ずれで励振される高次モードによって伝搬光が光強度ピーク位置を変動しながら進んでいくことにあるため、これらの文献に記載の方法では、直線状のくびれを長くしないと効果が得られないため、1枚当たりのウェハから得られる数が少なくなることからコスト高になるという問題があり、また、主光導波路より狭い幅の直線で高次モードを放射させる仕組みであるために、狭い幅の直線においては高次モード以外の主光導波路での導波モードも放射される。すなわち、高次モードを放射させるので分岐部における分岐比のずれ、損失の均一性低下を抑えることは可能であるが、主光導波路より狭い幅の直線では必要以上に光を捨てながら伝搬していくということになり、さらに、狭い直線がある程度必要となるので、損失が大きくなるという問題がある。
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、光強度ピークの位置ずれを補正でき、損失の均一性の低下を抑制可能な光導波路及び光学装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、光学装置となる光導波路を形成するコアに絞り部を設けることにより、前記の目的を達成することを見出し本発明を完成したものである。
すなわち、本発明は、コア及びクラッドからなる光導波路において、コアが2つのテーパー部により形成される絞り部を有する光強度ピーク位置補正光導波路、並びに、コア及びクラッドからなる光導波路に、入射端部、出射端部、分岐部又は結合部を有する光学装置であって、前記光導波路のコアが2つのテーパー部により形成される絞り部を有する光学装置を提供するものである。
本発明の光導波路及び光学装置を用いると、光強度ピークの位置ずれを補正でき、損失の均一性の低下を抑制可能である。
本発明の光導波路は、コア及びクラッドからなる光導波路において、コアが2つのテーパー部により形成される絞り部を有するものである。
本発明において、前記絞り部の軸長が実質的に高次モードを放射させない長さであると好ましい。また、前記絞り部は、第1テーパー部の細部と第2テーパー部の細部とが接合した形状であること、又は、第1テーパー部の細部と第2テーパー部の細部との間に軸長が500μm以下の直線部を有しかつ導波モードの放射量が13%以下であることがさらに好ましい。
なお、導波モードとは、高次モードと主光導波路での導波モードすなわち基本モードとの和をいう。ここで、主光導波路とは前記絞り部以外の光導波路のことを指し、主導波路での導波モード(基本モード)とは前記絞り部に入射又は出射する導波モードをいう。
以下、図面により光導波路を光学装置として用いた例について説明する。
本発明の光学装置10は、図1及び図2に例示するように、それぞれ、コア8及びクラッド9からなる光導波路に、入射端部、出射端部、分岐部又は結合部を有する光学装置10であって、前記光導波路のコア8の一部が、対向する2つのテーパー部により形成される絞り部を有するコア部分11,19〜26となっている。コア8及びクラッド9は基板上に設けられていると好ましい。
また、コア8の構成は、入射端部又は出射端部のコア部分11がコアを介して分岐部又は結合部12に接続し、分岐部又は結合部12が2本のコアを介してそれぞれ分岐部又は結合部13、14に光学的に接続し、分岐部又は結合部13、14がそれぞれ2本(合計4本)のコアを介して分岐部又は結合部15〜18に光学的に接続し、分岐部又は結合部15〜18がそれぞれ2本(合計8本)のコアを介してコア部分19〜26に光学的に接続している。
なお、光学装置10は、光の入射方向により、図1が光分岐器(光分波器としても使用可能)、図2が光結合器(光合波器としても使用可能)となる。
また、本発明の光学装置10を光ファイバと接続する際に、光ファイバを例えば、V型の溝32,33に固定して接続すると好ましく、シリコンウェハ上に形成されたV型の溝に固定して接続するとさらに好ましい。
本発明において、前記絞り部の軸長が実質的に高次モードを放射させない長さであると好ましい。また、前記絞り部は、第1テーパー部の細部と第2テーパー部の細部とが接合した形状であること、又は、第1テーパー部の細部と第2テーパー部の細部との間に軸長が500μm以下の直線部を有しかつ導波モードの放射量が13%以下であることがさらに好ましい。
なお、導波モードとは、高次モードと主光導波路での導波モードすなわち基本モードとの和をいう。ここで、主光導波路とは前記絞り部以外の光導波路のことを指し、主導波路での導波モード(基本モード)とは前記絞り部に入射又は出射する導波モードをいう。
以下、図面により光導波路を光学装置として用いた例について説明する。
本発明の光学装置10は、図1及び図2に例示するように、それぞれ、コア8及びクラッド9からなる光導波路に、入射端部、出射端部、分岐部又は結合部を有する光学装置10であって、前記光導波路のコア8の一部が、対向する2つのテーパー部により形成される絞り部を有するコア部分11,19〜26となっている。コア8及びクラッド9は基板上に設けられていると好ましい。
また、コア8の構成は、入射端部又は出射端部のコア部分11がコアを介して分岐部又は結合部12に接続し、分岐部又は結合部12が2本のコアを介してそれぞれ分岐部又は結合部13、14に光学的に接続し、分岐部又は結合部13、14がそれぞれ2本(合計4本)のコアを介して分岐部又は結合部15〜18に光学的に接続し、分岐部又は結合部15〜18がそれぞれ2本(合計8本)のコアを介してコア部分19〜26に光学的に接続している。
なお、光学装置10は、光の入射方向により、図1が光分岐器(光分波器としても使用可能)、図2が光結合器(光合波器としても使用可能)となる。
また、本発明の光学装置10を光ファイバと接続する際に、光ファイバを例えば、V型の溝32,33に固定して接続すると好ましく、シリコンウェハ上に形成されたV型の溝に固定して接続するとさらに好ましい。
本発明の光学装置10は、以下のように動作する。
光学装置10を、光分岐器(光分波器)として使用した場合、図1において、光は、コア部分11の入射部から入射し、分岐部12で分岐(分波)し、さらに分岐部13及び14で分岐(分波)し、さらに分岐部15〜18で分岐(分波)してから、コア部分19〜26から分岐(分波)光が出射する。
また、光学装置10を、光結合器(光合波器)として使用した場合、図2において、光は、コア部分19〜26から入射し、結合部15〜18で結合(合波)し、さらに結合部13及び14で結合(合波)し、さらに結合部12で結合(合波)し、コア部分11から結合(合波)光が出射する。
光学装置10を、光分岐器(光分波器)として使用した場合、図1において、光は、コア部分11の入射部から入射し、分岐部12で分岐(分波)し、さらに分岐部13及び14で分岐(分波)し、さらに分岐部15〜18で分岐(分波)してから、コア部分19〜26から分岐(分波)光が出射する。
また、光学装置10を、光結合器(光合波器)として使用した場合、図2において、光は、コア部分19〜26から入射し、結合部15〜18で結合(合波)し、さらに結合部13及び14で結合(合波)し、さらに結合部12で結合(合波)し、コア部分11から結合(合波)光が出射する。
本発明の光学装置10は、コア8の一部に絞り部を有するコア部分11,19〜26を用いたことにより、例えば、光学装置10を光分岐器として使用した場合には、図1に示すように、光ファイバと接続ずれを起こして入射した光が、コア部分11の絞り部を通過して分岐する際に、入射側の第1テーパ一部3(図3参照)において光強度ピーク位置の変動要因である高次モードを放射し、第1テーパー部3に接合する第2テーパー部4において放射モードになりかけた光を再びコアへ取り込むことから、実質的に高次モードを放射させない為に導波モードの放射量を低減することができ、損失を悪化させることなく光強度ピークの位置ずれを補正でき、損失の均一性の低下を抑制できる。
また、光学装置10を光結合器として使用した場合には、図2示すように、光フアイバと接続ずれを起こして入射した光が、コア部分19〜26の各絞り部を通過する際に、入射側の第1テーパー部3’(図4参照)において光強度ピーク位置の変動要因である高次モードを放射し、第1テーパー部3’に接合する第2テーパー部4’において放射モードになりかけた光を再びコアへ取り込むことから、実質的に高次モードを放射させない為に導波モードの放射量を低減することができ、損失を悪化させることなく光強度ピーク位置ずれを補正でき、結合部に接続する光導波路と安定した光接続を行うことができる。
また、光学装置10を光結合器として使用した場合には、図2示すように、光フアイバと接続ずれを起こして入射した光が、コア部分19〜26の各絞り部を通過する際に、入射側の第1テーパー部3’(図4参照)において光強度ピーク位置の変動要因である高次モードを放射し、第1テーパー部3’に接合する第2テーパー部4’において放射モードになりかけた光を再びコアへ取り込むことから、実質的に高次モードを放射させない為に導波モードの放射量を低減することができ、損失を悪化させることなく光強度ピーク位置ずれを補正でき、結合部に接続する光導波路と安定した光接続を行うことができる。
次に、光学装置10のコア8におけるコア部分11,19〜26を拡大して、コア部分11と同形状のものをコア部分1(図3参照)として、コア部分19〜26と同形状のものをコア部分1’(図4参照)として説明する。
コア部分1は、図3に示すように、2つのテーパー部3及び4により形成される絞り部2を有する。
図3のコア部分1は、例えば、光学装置10を、図1に示す光分岐器10として用いたときの入射側、又は図2に示す光結合器として用いたときの出射側に用いられる。
コア部分1’は、図4に示すように、2つのテーパー部3’及び4’により形成される絞り部2’を有する。
図4のコア部分1’は、例えば、光学装置10を、図1に示す光分岐器10として用いたときの出射側、又は図2に示す光結合器として用いたときの入射側に用いられる。
コア部分1は、図3に示すように、2つのテーパー部3及び4により形成される絞り部2を有する。
図3のコア部分1は、例えば、光学装置10を、図1に示す光分岐器10として用いたときの入射側、又は図2に示す光結合器として用いたときの出射側に用いられる。
コア部分1’は、図4に示すように、2つのテーパー部3’及び4’により形成される絞り部2’を有する。
図4のコア部分1’は、例えば、光学装置10を、図1に示す光分岐器10として用いたときの出射側、又は図2に示す光結合器として用いたときの入射側に用いられる。
本発明において、コア部分1,1’の絞り部2,2’は、図3及び図4に示すように、第1テーパー部3,3’の細部3n,3n’と第2テーパー部4,4’の細部4n,4n’とが接合した形状であると好ましい。
第1テーパー部3,3’及び第2テーパー部4,4’の形状としては、それぞれ、四角錐台、三角錐台、円錐台等の種々の形状のものが挙げられる。
また、第1テーパー部3,3’及び第2テーパー部4,4’の形状としては、それぞれ、直線、サイン曲線、円弧等の種々の形状のものが挙げられる。
第1テーパー部3,3’及び第2テーパー部4,4’の形状としては、それぞれ、四角錐台、三角錐台、円錐台等の種々の形状のものが挙げられる。
また、第1テーパー部3,3’及び第2テーパー部4,4’の形状としては、それぞれ、直線、サイン曲線、円弧等の種々の形状のものが挙げられる。
コア部分1,1’は、第1テーパー部3,3’の太部3w,3w’が入力側であり、第2テーパー部4,4’の太部4w,4w’が出力側であると好ましい。
コア部分1,1’は、第1テーパー部3,3’の軸長x, x' が、第2テーパー部4,4’の軸長y, y' より短いものであると好ましい。
また、第1テーパー部3,3’の軸長x, x' 、第2テーパー部4,4’の軸長をy,y’、第1テーパー部の太部の幅をp1,p1'、第2テーパー部4,4’の太部の幅をp2,p2'、絞り部の幅をq,q’としたときの、第1テーパー部3,3’のテーパーの傾きの絶対値|((p1−q)/2)/x|,|((p1'−q')/2)/x'|と、第2テーパー部のテーパーの傾きの絶対値|((p2−q)/2)/y|,|((p2'−q' )/2)/y'|との比が、1:1〜3:1であると好ましい。
コア部分1,1’は、第1テーパー部3,3’の軸長x, x' が、第2テーパー部4,4’の軸長y, y' より短いものであると好ましい。
また、第1テーパー部3,3’の軸長x, x' 、第2テーパー部4,4’の軸長をy,y’、第1テーパー部の太部の幅をp1,p1'、第2テーパー部4,4’の太部の幅をp2,p2'、絞り部の幅をq,q’としたときの、第1テーパー部3,3’のテーパーの傾きの絶対値|((p1−q)/2)/x|,|((p1'−q')/2)/x'|と、第2テーパー部のテーパーの傾きの絶対値|((p2−q)/2)/y|,|((p2'−q' )/2)/y'|との比が、1:1〜3:1であると好ましい。
本発明の光学装置の製造方法としては、通常の光導波路の製造方法と同様に公知の手順で同様に作製することができる。例えばクラッド上にコア材料からなる層を設けた後、前記層上に感光性レジスト層を設け、マスクを乗せて露光、現像を行い、レジスト層を除去し、エッチング等の手段により本発明の光導波路又は光学装置を形成する。
本発明の光学装置のコア、クラッド材料としては、特に限定されず、ガラスや半導体材料等の無機材料、樹脂等の有機材料など様々なものが挙げられるが、樹脂等のポリマーがドライエッチング等により短時間で加工しやすいため好ましい。なお、クラッドの全部若しくは一部として空気層を用いてもよい。このようなポリマーとしてはいずれのものも使用できるが、具体例としては、ポリイミド系樹脂(例、ポリイミド樹脂、ポリ(イミド・イソインドロキナゾリンジオンイミド)樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエステルイミド樹脂等)、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、ポリキノリン系樹脂、ポリキノキサリン系樹脂、ポリベンゾオキサゾール系樹脂、ポリベンゾチアゾール系樹脂、ポリベンゾイミダゾール系樹脂、及びフォトブリーチング用樹脂(例、特開2001−296438号公報記載のポリシラン、ニトロン化合物を有するシリコーン樹脂、DMAPN{(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)−N−フェニルニトロン}を含有するポリメタクリル酸メチル、ダイポリマー(dye polymer )、ニトロン化合物を含有するポリイミド樹脂あるいはエポキシ樹脂、特開2000−66051号公報記載の加水分解性シラン化合物等)等が挙げられる。上記樹脂はフッ素原子を有しているものであってもよい。ポリマーとして好ましいものとしては、ガラス転移温度(Tg)が高く、耐熱性に優れることからポリイミド樹脂が挙げられ、その中でも透過率、屈折率特性からフッ素を含むポリイミド系樹脂が特に好ましい。
フッ素を含むポリイミド系樹脂としては、フッ素を含むポリイミド樹脂、フッ素を含むポリ(イミド・イソインドロキナゾリンジオンイミド)樹脂、フッ素を含むポリエーテルイミド樹脂、フッ素を含むポリアミドイミド樹脂などが挙げられる。
前記フッ素を含むポリイミド系樹脂の前駆体溶液は、N−メチル−2−ピロリドン,N,N−ジメチルアセトアミド、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシドなどの極性溶媒中で、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させることにより得られる。フッ素は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンの両者に含まれていても良いし、いずれか一方にのみ含まれていてもよい。
また、前記フッ素を含まないポリイミド系樹脂の前駆体溶液は、N−メチル−2−ピロリドン,N,N−ジメチルアセトアミド、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシドなどの極性溶媒中で、フッ素を含まないテトラカルボン酸二無水物とフッ素を含まないジアミンを反応させることにより得られる。
また、前記フッ素を含まないポリイミド系樹脂の前駆体溶液は、N−メチル−2−ピロリドン,N,N−ジメチルアセトアミド、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシドなどの極性溶媒中で、フッ素を含まないテトラカルボン酸二無水物とフッ素を含まないジアミンを反応させることにより得られる。
フッ素を含む酸二無水物の例としては、(トリフルオロメチル)ピロメリット酸二無水物、ジ(トリフルオロメチル)ピロメリット酸二無水物、ジ(ヘプタフルオロプロピル)ピロメリット酸二無水物、ペンタフルオロエチルピロメリット酸二無水物、ビス{3,5−ジ(トリフルオロメチル)フェノキシ}ピロメリット酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、5,5′−ビス(トリフルオロメチル)−3,3′,4,4′−テトラカルボキシビフェニル二無水物、2,2′,5,5′−テトラキス(トリフルオロメチル)−3,3′,4,4′−テトラカルボキシビフェニル二無水物、5,5′−ビス(トリフルオロメチル)−3,3′,4,4′−テトラカルボキシジフェニルエーテル二無水物、5,5′−ビス(トリフルオロメチル)−3,3′,4,4′−テトラカルボキシベンゾフェノン二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ}ベンゼン二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ}(トリフルオロメチル)ベンゼン二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)(トリフルオロメチル)ベンゼン二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)テトラキス(トリフルオロメチル)ベンゼン二無水物、2,2−ビス{(4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル}ヘキサフルオロプロパン二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ}ビフェニル二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ}ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ}ジフェニルエーテル二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル二無水物などが挙げられる。
フッ素を含むジアミンとしては、例えば、4−(1H,1H,11H−エイコサフルオロウンデカノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン、4−(1H,1H−パ−フルオロ−1−ブタノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン、4−(1H,1H−パーフルオロ−1−ヘプタノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン、4−(1H,1H−パーフルオロ−1−オクタノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン、4−ペンタフルオロフェノキシ−1,3−ジアミノベンゼン、4−(2,3,5,6−テトラフルオロフェノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン、4−(4−フルオロフェノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン、4−(1H,1H,2H,2H−パーフルオロ−1−ヘキサノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン、4−(1H,1H,2H,2H−パーフルオロ−1−ドデカノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン、2,5−ジアミノベンゾトリフルオライド、ビス(トリフルオロメチル)フェニレンジアミン、ジアミノテトラ(トリフルオロメチル)ベンゼン、ジアミノ(ペンタフルオロエチル)ベンゼン、2,5−ジアミノ(パーフルオロヘキシル)ベンゼン、2,5−ジアミノ(パーフルオロブチル)ベンゼン、2,2′−ビス(トリフルオロメチル)−4,4′−ジアミノビフェニル、3,3′−ビス(トリフルオロメチル)−4,4′−ジアミノビフェニル、オクタフルオロベンジジン、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、2,2−ビス(p−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス(アニリノ)ヘキサフルオロプロパン、1,4−ビス(アニリノ)オクタフルオロブタン、1,5−ビス(アニリノ)デカフルオロペンタン、1,7−ビス(アニリノ)テトラデカフルオロヘプタン、2,2′−ビス(トリフルオロメチル)−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、3,3′−ビス(トリフルオロメチル)−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、3,3′,5,5′−テトラキス(トリフルオロメチル)−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、3,3′−ビス(トリフルオロメチル)−4,4′−ジアミノベンゾフェノン、4,4′−ジアミノ−p−テルフェニル、1,4−ビス(p−アミノフェニル)ベンゼン、p−ビス(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)ベンゼン、ビス(アミノフェノキシ)ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、ビス(アミノフェノキシ)テトラキス(トリフルオロメチル)ベンゼン、2,2−ビス{4−(4−アミノフェノキシ)フェニル}ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス{4−(3−アミノフェノキシ)フェニル}ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス{4−(2−アミノフェノキシ)フェニル}ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス{4−(4−アミノフェノキシ)−3,5−ジメチルフェニル}ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス{4−(4−アミノフェノキシ)−3,5−ジトリフルオロメチルフェニル}ヘキサフルオロプロパン、4,4′−ビス(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)ビフェニル、4,4′−ビス(4−アミノ−3−トリフルオロメチルフェノキシ)ビフェニル、4,4′−ビス(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)ジフェニルスルホン、4,4′−ビス(3−アミノ−5−トリフルオロメチルフェノキシ)ジフェニルスルホン、2,2−ビス{4−(4−アミノ−3−トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル}ヘキサフルオロプロパン、ビス{(トリフルオロメチル)アミノフェノキシ}ビフェニル、ビス〔{(トリフルオロメチル)アミノフェノキシ}フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、ビス{2−〔(アミノフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロイソプロピル}ベンゼンなどが挙げられる。
前記テトラカルボン酸二無水物およびジアミンは二種以上を併用してもよい。ポリイミド系樹脂の前駆体溶液として、感光性を有するものを使用することもできる。
ポリイミド系樹脂前駆体溶液は、スピナあるいは印刷などによる方法により基板表面上に塗布され、最終温度200〜400℃で熱処理し硬化されてポリイミド系樹脂被膜とされる。
ポリイミド系樹脂前駆体溶液は、スピナあるいは印刷などによる方法により基板表面上に塗布され、最終温度200〜400℃で熱処理し硬化されてポリイミド系樹脂被膜とされる。
次に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明する。
実施例1
図5に示す概略構造を有する1×8の光学装置50のシミュレーションを行った。
同図に示すように、光学装置50では、絞り部を有する光分岐結合部51は2本のコア53に接続し、2本のコア53はそれぞれ光分岐結合部54に接続し、光分岐結合部54はそれぞれ2本のコア55(合計4本)に接続し、4本のコア55はそれぞれ光分岐結合部56に接続し、光分岐結合部56はそれぞれ2本のコア57(合計8本)に接続し、8本のコア57はそれぞれ光入出射部52に接続している。
実施例1
図5に示す概略構造を有する1×8の光学装置50のシミュレーションを行った。
同図に示すように、光学装置50では、絞り部を有する光分岐結合部51は2本のコア53に接続し、2本のコア53はそれぞれ光分岐結合部54に接続し、光分岐結合部54はそれぞれ2本のコア55(合計4本)に接続し、4本のコア55はそれぞれ光分岐結合部56に接続し、光分岐結合部56はそれぞれ2本のコア57(合計8本)に接続し、8本のコア57はそれぞれ光入出射部52に接続している。
光学装置50の各寸法は以下のようになっている。
F:500μm
G:250μm
H:125μm
I(コア間隔):4μm
J(コア間隔):4μm
K(コア間隔):4μm
L(オフセット):0.6μm
M(オフセット):0.6μm
N(オフセット):0.6μm
x:300μm
y:2900μm
x' :300μm
y' :600μm
p1 :6.5μm
p2 :19μm
q(絞り幅):3.5μm
p1':6.5μm
p2':6.5μm
q' (絞り幅):3.5μm
光学装置50の全長は、17mmとした。
なお、J(コア間隔)及びL(オフセット)は2つの光分岐結合部54において同じであり、K(コア間隔)及びM(オフセット)は4つの光分岐結合部56において同じであり、N(オフセット)は、8つの光入出射部52において同じである。
F:500μm
G:250μm
H:125μm
I(コア間隔):4μm
J(コア間隔):4μm
K(コア間隔):4μm
L(オフセット):0.6μm
M(オフセット):0.6μm
N(オフセット):0.6μm
x:300μm
y:2900μm
x' :300μm
y' :600μm
p1 :6.5μm
p2 :19μm
q(絞り幅):3.5μm
p1':6.5μm
p2':6.5μm
q' (絞り幅):3.5μm
光学装置50の全長は、17mmとした。
なお、J(コア間隔)及びL(オフセット)は2つの光分岐結合部54において同じであり、K(コア間隔)及びM(オフセット)は4つの光分岐結合部56において同じであり、N(オフセット)は、8つの光入出射部52において同じである。
シミュレーションは以下の条件で行った。
シミュレーションは2次元のビーム伝搬方法を使用し、使用した波長は1.31μmと1.55μmで、入力ずれがない場合と入力位置を1.5μmずらした場合についてシミュレーションを行い、過剰損失と分岐光の均一性を評価した。なお、コアとクラッドの屈折率差は0.4%とした。これらのシミュレーションの計算結果を表1に示す。
シミュレーションは2次元のビーム伝搬方法を使用し、使用した波長は1.31μmと1.55μmで、入力ずれがない場合と入力位置を1.5μmずらした場合についてシミュレーションを行い、過剰損失と分岐光の均一性を評価した。なお、コアとクラッドの屈折率差は0.4%とした。これらのシミュレーションの計算結果を表1に示す。
比較例1
実施例1の光学装置50において、光分岐結合部51として絞り部がない形状(図3のコア部分1において、第1テーパー部3が無く、第2テーパー部4のみの形状(軸長:470μm))のものを用い、光分岐結合部52として絞り部が無い直線形状(軸長:100μm)のものを用いてシミュレーションを行い、過剰損失と分岐光の均一性を評価した。これらのシミュレーションの計算結果を表1に示す。
実施例1の光学装置50において、光分岐結合部51として絞り部がない形状(図3のコア部分1において、第1テーパー部3が無く、第2テーパー部4のみの形状(軸長:470μm))のものを用い、光分岐結合部52として絞り部が無い直線形状(軸長:100μm)のものを用いてシミュレーションを行い、過剰損失と分岐光の均一性を評価した。これらのシミュレーションの計算結果を表1に示す。
実施例2
図6に示すように、絞り部が第1テーパー部の細部と第2テーパー部の細部との間に軸長が500μm以下の直線部を有する構造の光導波路を用いて、第1テーパー部の軸長xを600μm、第2テーパー部の軸長yを600μm、第1テーパー部の太部の幅P1を6.5μm、第2テーパー部の太部の幅P2を6.5μm、第1テーパー部及び第2テーパー部の細部の幅qを3.5μmとし、絞り部の直線部の軸長zを0、100、200、300、400、500μmと変化させたシミュレーションを行った結果、絞り部の第1テーパー部へ入射する前にコアと1.5μmの軸ずれ(入力位置ずれ)が発生した場合、絞り部へ入射する導波モードが、第1テーパー部、直線部、及び第2テーパー部を伝搬しても導波モードにならずに放射してしまう量(導波モードの放射量)は、下記の表2に示す通り絞り部の直線部の軸長が500μm以下では13%以下に抑えられる。また、入力位置ずれがない場合は、絞り部の直線部の軸長が500μm以下では、導波モードの放射量は3%以下に抑えられる。
図6に示すように、絞り部が第1テーパー部の細部と第2テーパー部の細部との間に軸長が500μm以下の直線部を有する構造の光導波路を用いて、第1テーパー部の軸長xを600μm、第2テーパー部の軸長yを600μm、第1テーパー部の太部の幅P1を6.5μm、第2テーパー部の太部の幅P2を6.5μm、第1テーパー部及び第2テーパー部の細部の幅qを3.5μmとし、絞り部の直線部の軸長zを0、100、200、300、400、500μmと変化させたシミュレーションを行った結果、絞り部の第1テーパー部へ入射する前にコアと1.5μmの軸ずれ(入力位置ずれ)が発生した場合、絞り部へ入射する導波モードが、第1テーパー部、直線部、及び第2テーパー部を伝搬しても導波モードにならずに放射してしまう量(導波モードの放射量)は、下記の表2に示す通り絞り部の直線部の軸長が500μm以下では13%以下に抑えられる。また、入力位置ずれがない場合は、絞り部の直線部の軸長が500μm以下では、導波モードの放射量は3%以下に抑えられる。
以上詳細に説明したように、本発明の光導波路及び光学装置は、光強度ピークの位置ずれを補正でき、均一性の低下を抑制可能であり、1枚当たりのウェハから得られる数が多く、量産化に適している。
1,1’:コア部分
2,2’:絞り部
3,3’:第1テーパー部
4,4’:第2テーパー部
3n,3n’:細部
4n,4n’:細部
3w,3w’:太部
4w,4w’:太部
8:コア
9:クラッド
10:光学装置
11:コア部分
12〜18:分岐部,結合部
19〜26:コア部分
32,33:V溝
34,35:溝
50:光学装置
51:光分岐結合部
52:光入出射部
53,55,57:コア
54,56:光分岐結合部
2,2’:絞り部
3,3’:第1テーパー部
4,4’:第2テーパー部
3n,3n’:細部
4n,4n’:細部
3w,3w’:太部
4w,4w’:太部
8:コア
9:クラッド
10:光学装置
11:コア部分
12〜18:分岐部,結合部
19〜26:コア部分
32,33:V溝
34,35:溝
50:光学装置
51:光分岐結合部
52:光入出射部
53,55,57:コア
54,56:光分岐結合部
Claims (17)
- コア及びクラッドからなる光導波路において、コアが2つのテーパー部により形成される絞り部を有する光強度ピーク位置補正光導波路。
- 前記絞り部の軸長が実質的に高次モードを放射させない長さである請求項1に記載の光強度ピーク位置補正光導波路。
- 前記絞り部が、第1テーパー部の細部と第2テーパー部の細部とが接合した形状である請求項1又は2に記載の光強度ピーク位置補正光導波路。
- 前記絞り部が、第1テーパー部の細部と第2テーパー部の細部との間に軸長が500μm以下の直線部を有し、かつ導波モードの放射量が13%以下である請求項1又は2に記載の光強度ピーク位置補正光導波路。
- 前記第1テーパー部の軸長が、前記第2テーパー部の軸長より短いものである請求項3又は4に記載の光強度ピーク位置補正光導波路。
- 前記第1テーパー部の軸長をx、前記第2テーパー部の軸長をy、前記第1テーパー部の太部の幅をp1 、前記第2テーパー部の太部の幅をp2 、前記絞り部の幅をqとしたときの、前記第1テーパー部のテーパーの傾きの絶対値|((p1−q)/2)/x|と、前記第2テーパー部のテーパーの傾きの絶対値|((p2−q)/2)/y|との比が、1:1〜3:1である請求項3又は4に記載の光強度ピーク位置補正光導波路。
- 前記コア及び/又はクラッドの一部又は全部がポリマーからなる請求項1〜6のいずれかに記載の光強度ピーク位置補正光導波路。
- 前記光導波路がフッ素を含むポリイミド系樹脂からなる請求項7に記載の光強度ピーク位置補正光導波路。
- コア及びクラッドからなる光導波路に、入射端部、出射端部、分岐部又は結合部を有する光学装置であって、前記光導波路のコアが2つのテーパー部により形成される絞り部を有する光学装置。
- 前記絞り部の軸長が実質的に高次モードを放射させない長さである請求項9に記載の光学装置。
- 前記絞り部が、第1テーパー部の細部と第2テーパー部の細部とが接合した形状である請求項9又は10に記載の光学装置。
- 前記絞り部が、第1テーパー部の細部と第2テーパー部の細部との間に軸長が500μm以下の直線部を有し、かつ導波モードの放射量が13%以下である請求項9又は10に記載の光学装置。
- 前記第1テーパー部の太部が入力側であり、前記第2テーパー部の太部が出力側である請求項11又は12に記載の光学装置。
- 前記第1テーパー部の軸長が、前記第2テーパー部の軸長より短いものである請求項11又は12に記載の光学装置。
- 前記第1テーパー部の軸長をx、前記第2テーパー部の軸長をy、前記第1テーパー部の太部の幅をp1 、前記第2テーパー部の太部の幅をp2 、前記絞り部の幅をqとしたときの、前記第1テーパー部のテーパーの傾きの絶対値|((p1−q)/2)/x|と、前記第2テーパー部のテーパーの傾きの絶対値|((p2−q)/2)/y|との比が、1:1〜3:1である請求項11又は12に記載の光学装置。
- 前記コア及び/又はクラッドの一部又は全部がポリマーからなる請求項9〜15のいずれかに記載の光学装置。
- 前記ポリマーがフッ素を含むポリイミド系樹脂からなる請求項16に記載の光学装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005151879A JP2006011417A (ja) | 2004-05-26 | 2005-05-25 | 光強度ピーク位置補正光導波路及び光学装置 |
Applications Claiming Priority (2)
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JP2004155559 | 2004-05-26 | ||
JP2005151879A JP2006011417A (ja) | 2004-05-26 | 2005-05-25 | 光強度ピーク位置補正光導波路及び光学装置 |
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ID=35778702
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005151879A Withdrawn JP2006011417A (ja) | 2004-05-26 | 2005-05-25 | 光強度ピーク位置補正光導波路及び光学装置 |
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JP (1) | JP2006011417A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012074134A1 (ja) * | 2010-12-01 | 2012-06-07 | 日本電気株式会社 | 光分岐素子、光分岐素子を用いた光導波路デバイス、並びに光分岐素子の製造方法、光導波路デバイスの製造方法 |
-
2005
- 2005-05-25 JP JP2005151879A patent/JP2006011417A/ja not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2012074134A1 (ja) * | 2010-12-01 | 2012-06-07 | 日本電気株式会社 | 光分岐素子、光分岐素子を用いた光導波路デバイス、並びに光分岐素子の製造方法、光導波路デバイスの製造方法 |
JPWO2012074134A1 (ja) * | 2010-12-01 | 2014-05-19 | 日本電気株式会社 | 光分岐素子、光分岐素子を用いた光導波路デバイス、並びに光分岐素子の製造方法、光導波路デバイスの製造方法 |
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