JP2008530615A - マルチコアプレーナー光導波路、並びに、この製造及び使用方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2005年2月15日付けで出願された米国特許出願第11/058,535号に基づいた優先権を主張するものであり、この出願は、本引用により、本明細書にすべて記述されているかのように本明細書に包含される。
Claims (34)
- 実質的に平坦な導波路基板と、
下部導波路コアレイヤと、
上部導波路コアレイヤと、
前記上部及び下部導波路コアレイヤの間の導波路コアと、
前記基板及び前記下部導波路コアレイヤの間の下部クラッディングと、
前記上部導波路コアレイヤ上の上部クラッディングと、
実質的に前記導波路コアを取り囲んでいる前記上部及び下部導波路コアレイヤの間のミドルクラッディングと、
を有しており、
前記下部クラッディングは、前記下部導波路コアレイヤ、前記上部導波路コアレイヤ、及び前記導波路コアの屈折率を下回る屈折率を具備しており、
前記ミドルクラッディングは、前記下部導波路コアレイヤ、前記上部導波路コアレイヤ、及び前記導波路コアの屈折率を下回る屈折率を具備しており、
前記上部クラッディングは、前記下部導波路コアレイヤ、前記上部導波路コアレイヤ、及び前記導波路コアの屈折率を下回る屈折率を具備している、プレーナー光導波路。 - 前記導波路コアの幅は、その厚さを実質的に上回っており、
前記導波路コアの上部表面は、実質的に平らであり、
前記上部及び下部導波路コアレイヤは、前記プレーナー光導波路によってサポートされている伝播光学モードの横方向の大きさを両側において実質的に超えて延長しており、前記サポートされている光学モードは、前記導波路コアによって両側において実質的に閉じ込められている、請求項1記載の装置。 - 前記ミドルレイヤの上部表面は、実質的に平坦であり、且つ、前記上部導波路コアレイヤは、実質的に平坦である、請求項2記載の装置。
- 前記ミドルクラッディングレイヤの上部表面は、平坦ではなく、且つ、前記導波路コアの上方において隆起した実質的に平らな部分を有しており、
前記上部導波路クラッディングレイヤは、平坦ではなく、且つ、前記導波路コアの上方において隆起した実質的に平らな部分を有している、請求項2記載の装置。 - 前記上部及び下部導波路コアレイヤの間に第2導波路コアを更に有しており、
前記第2導波路コアの屈折率は、前記上部クラッディング、前記ミドルクラッディング、及び前記下部クラッディングの前記屈折率を上回っており、
前記第2導波路コアの幅は、その厚さを実質的に上回っており、
前記第2導波路コアの上部表面は、実質的に平らであり、
前記第1導波路コア及び前記第2導波路コアは、前記ミドルクラッディング内において1つが他方の上に位置するように構成されている、請求項2記載の装置。 - 前記導波路コアは、互いに接触状態にある請求項5記載の装置。
- 前記上部コアレイヤと前記上部及びミドルクラッディングの間の屈折率コントラストは、約5%未満であり、
前記下部コアレイヤと前記下部及びミドルクラッディングの間の屈折率コントラストは、約5%未満であり、
前記第1導波路コアと前記ミドルクラッディングの間の屈折率コントラストは、約5%未満であり、
前記第2導波路コアと前記ミドルクラッディングの間の屈折率コントラストは、約5%を上回っている、請求項5記載の装置。 - 前記第2導波路コアは、前記光導波路の長さの少なくとも一部に沿って伝播光学モードを実質的に閉じ込めている、請求項7記載の装置。
- 前記上部、ミドル、及び下部クラッディングは、シリカ又はドーピングされたシリカを有しており、
前記上部及び下部コアレイヤと前記第1導波路コアは、ドーピングされたシリカを有しており、
前記第2導波路コアは、窒化珪素又は酸窒化珪素を有している、請求項7記載の装置。 - 前記上部及び下部コアレイヤは、それぞれ、厚さが約0.3μm〜約2μmであり、
前記第1導波路コアは、厚さが約0.3μm〜約1μmであって、幅が約3μm〜約12μmであり、
前記第2導波路コアは、幅が約2μm未満であって、厚さが約200nm未満であり、
前記下部コアレイヤと前記第1導波路コアの間の前記ミドルクラッディングは、厚さが約1μm〜約3μmであり、
前記上部コアレイヤと前記第1導波路コアの間の前記ミドルクラッディングは、厚さが約1μm〜約3μmである、請求項9記載の装置。 - 前記第2導波路コアは、前記導波路の一部に沿った長手方向において少なくとも1つの横断方向の次元においてテーパーを持ち、
前記第2導波路コアは、望ましくない光学モードに対する光学結合を実質的に回避するべく、十分に徐々にテーパーが付けられ、
前記装置は、前記第1及び第2導波路コアによってそれぞれサポートされている伝播光学モードの間において光信号を結合するべく機能する、請求項7記載の装置。 - 光ファイバ又は第2プレーナー光導波路を更に有しており、前記プレーナー光導波路は、導波路端面において終端しており、前記導波路コア及び前記上部及び下部導波路コアレイヤは、それぞれ、前記導波路端面に到達しており、前記プレーナー光導波路は、前記端面を通じて前記光ファイバ又は前記第2プレーナー光導波路に光学的に端部結合されている、請求項2記載の装置。
- 前記導波路端面の近傍において前記プレーナー光導波路のテーパーを持つセグメントを更に有しており、この場合に、前記上部及び下部コアレイヤは、前記の終端導波路セグメントに沿って前記導波路端面に向かって両側においてテーパーが付けられ、
前記サポートされている光学モードは、前記導波路端面において前記上部及び下部コアレイヤによって両側において少なくとも部分的に実質的に閉じ込められている、請求項12記載の装置。 - 前記のテーパーを持つ導波路セグメントは、個々の突出した表面により、両側において境界付けられており、前記上部及び下部コアレイヤ及び前記クラッディングは、前記突出した表面により、前記プレーナー光導波路の前記の終端セグメントに沿って両側において境界付けられている、請求項13記載の装置。
- 前記突出した表面は、実質的に透明な埋込媒体又はカプセル材料によって実質的にカバーされている、請求項14記載の装置。
- 前記上部、ミドル、及び下部クラッディングは、シリカ又はドーピングされたシリカを有しており、
上記上部及び下部コアレイヤ及び前記導波路コアは、ドーピングされたシリカを有している、請求項13記載の装置。 - 前記導波路コアは、前記導波路端面において、厚さが約0.3μm〜約1μmであって、幅が約3μm〜約12μmであり、
前記上部及び下部コアレイヤは、それぞれ、厚さが約0.3μm〜約2μmであり、それぞれ、略前記導波路コアの幅よりも幅が広く、且つ、それぞれ、前記導波路端面において、約30μm未満だけ、前記導波路コアよりも幅が広く、
前記下部コアレイヤ及び前記第1導波路コアの間の前記ミドルクラッディングは、前記導波路端面において、厚さが約1μm〜約3μmであり、
前記上部コアレイヤ及び前記第1導波路コアの間の前記ミドルクラッディングは、前記導波路端面において、厚さが約1μm〜約3μmである、請求項16記載の装置。 - 端部結合された光ファイバ又はプレーナー光導波路が、前記導波路端面から長手方向において離隔しており、回折光結合損失が、前記導波路端面からの約10μm〜約25μmの長手方向における離隔において約0.3dB未満である、請求項12記載の装置。
- 前記上部コアレイヤと前記上部及びミドルクラッディングの間の屈折率コントラストは、約5%未満であり、
前記下部コアレイヤと前記下部及びミドルクラッディングの間の屈折率コントラストは、約5%未満であり、
前記導波路コアと前記ミドルクラッディングの間の屈折率コントラストは、約5%未満である、請求項2記載の装置。 - 前記上部及び下部導波路コアレイヤは、厚さが約0.3μm〜約2μmであるドーピングされたシリカを有しており、
前記導波路コアは、厚さが約0.3μm〜約1μmであって、幅が約3μm〜約12μmであるドーピングされたシリカを有しており、
前記下部、ミドル、及び上部クラッディングは、シリカ又はドーピングされたシリカを有しており、
前記下部コアレイヤと前記第1導波路コアの間の前記ミドルクラッディングは、厚さが約1μm〜約3μmであり、
前記上部コアレイヤと前記第1導波路コアの間の前記ミドルクラッディングは、厚さが約1μm〜約3μmである、請求項19記載の装置。 - 導波路基板上に下部クラッディングレイヤを形成する段階と、
前記下部クラッディングレイヤ上に下部導波路コアレイヤを形成する段階と、
前記下部コアレイヤ上にミドルクラッディングレイヤの下部部分を形成する段階と、
前記ミドルクラッディングレイヤの前記下部部分上に導波路コアを形成する段階と、
前記導波路コアの上方において、且つ、前記ミドルクラッディングレイヤの前記下部部分の露出したエリア上に、前記ミドルクラッディングレイヤの上部部分を形成する段階と、
前記ミドルクラッディングレイヤの前記上部部分上に上部導波路コアレイヤを形成する段階と、
前記上部導波路コアレイヤ上に上部クラッディングレイヤを形成する段階と、
を有しており、
前記下部クラッディングは、前記下部導波路コアレイヤ、前記上部導波路コアレイヤ、及び前記導波路コアの屈折率を下回る屈折率を具備しており、
前記ミドルクラッディングは、前記下部導波路コアレイヤ、前記上部導波路コアレイヤ、及び前記導波路コアの屈折率を下回る屈折率を具備しており、
前記上部クラッディングは、前記下部導波路コアレイヤ、前記上部導波路コアレイヤ、及び前記導波路コアの屈折率を下回る屈折率を具備している、プレーナー光導波路を形成する方法。 - 前記導波路コアの幅は、その厚さを実質的に上回っており、
前記導波路コアの上部表面は、実質的に平らであり、
前記上部及び下部導波路コアレイヤは、前記プレーナー光導波路によってサポートされている伝播光学モードの横方向の大きさを両側において実質的に超えて延長しており、前記サポートされている光学モードは、前記導波路コアによって両側において実質的に閉じ込められている、請求項21記載の方法。 - 前記第1導波路コアの上方に第2導波路コアを形成する段階を更に有しており、
前記第2導波路コアの屈折率は、前記上部クラッディング、前記ミドルクラッディング、及び前記下部クラッディングの前記屈折率を上回っており、
前記第2導波路コアの幅は、その厚さを実質的に上回っており、
前記第2導波路コアの上部表面は、実質的に平らであり、
前記第1導波路コア及び前記第2導波路コアは、前記ミドルクラッディング内において1つが他方の上に位置するように構成されている、請求項22記載の方法。 - 前記導波路コアは、互いに接触状態にある請求項23記載の方法。
- 前記上部コアレイヤと前記上部及びミドルクラッディングの間の屈折率コントラストは、約5%未満であり、
前記下部コアレイヤと前記下部及びミドルクラッディングの間の屈折率コントラストは、約5%未満であり、
前記第1導波路コアと前記ミドルクラッディングの間の屈折率コントラストは、約5%未満であり、
前記第2導波路コアと前記ミドルクラッディングの間の屈折率コントラストは、約5%を上回っている、請求項23記載の方法。 - 前記上部及び下部コアレイヤは、それぞれ、厚さが約0.3μm〜約2μmであるシリカ又はドーピングされたシリカを有しており、
前記第1導波路コアは、ドーピングされたシリカを有しており、且つ、厚さが約0.3μm〜約1μmであって、幅が約3μm〜約12μmであり、
前記第2導波路コアは、窒化珪素又は酸窒化珪素を有しており、且つ、幅が約2μm未満であって、厚さが約200nm未満であり、
前記ミドルクラッディングは、シリカ又はドーピングされたシリカを有しており、
前記下部コアレイヤと前記第1導波路コアの間の前記ミドルクラッディングレイヤは、厚さが約1μm〜約3μmであり、
前記上部コアレイヤと前記第1導波路コアの間の前記ミドルコアは、厚さが約1μm〜約3μmである、請求項25記載の方法。 - 前記第2導波路コアは、前記導波路の一部に沿った長手方向において少なくとも1つの横断方向次元においてテーパーを持ち、
前記第2導波路コアは、望ましくない光学モードに対する光学結合を実質的に回避するべく、十分に徐々にテーパーが付けられ、
前記装置は、前記第1及び第2導波路コアによってそれぞれサポートされている伝播光学モードの間において光信号を結合するべく機能する、請求項25記載の方法。 - 前記プレーナー光導波路を終端させる導波路端面を形成する段階と、
前記プレーナー光導波路とその前記端面を通じて光学的端部結合させるべく光ファイバ又は第2プレーナー光導波路を配置する段階と、
を更に有しており、
前記導波路コア及び前記上部及び下部導波路コアレイヤは、それぞれ、前記導波路端面に到達している、請求項22記載の方法。 - 前記導波路端面の近傍において前記プレーナー光導波路のテーパーを持つセグメントを形成する段階であって、前記上部及び下部コアレイヤは、前記導波路端面に向かって前記の終端導波路セグメントに沿って両側においてテーパーが付けられている、段階を更に有しており、
前記サポートされている光学モードは、前記導波路端面において前記上部及び下部コアレイヤによって両側において少なくとも部分的に実質的に閉じ込められている、請求項28記載の方法。 - 前記終端導波路セグメントを境界付けるための両側において突出した表面を形成する段階であって、前記上部及び下部コアレイヤ及び前記クラッディングは、前記突出した表面により、前記プレーナー光導波路の前記のテーパーを持つセグメントに沿って両側において境界付けられている、段階を更に有している請求項29記載の方法。
- 前記突出した表面を実質的に透明な埋込媒体又はカプセル材料によって実質的にカバーする段階を更に有する請求項30記載の方法。
- 前記上部、ミドル、及び下部クラッディングは、シリカ又はドーピングされたシリカを有しており、前記上部及び下部コアレイヤ及び前記導波路コアは、ドーピングされたシリカを有しており、
前記導波路コアは、前記導波路端面において、厚さが約0.3μm〜約1μmであって、幅が約3μm〜約12μmであり、
前記上部及び下部コアレイヤは、それぞれ、厚さが、約0.3μm〜約2μmであり、それぞれ、略前記導波路コアの幅よりも幅が広く、且つ、それぞれ、前記導波路端面において、約30μm未満だけ、前記導波路コアよりも幅が広く、
前記下部コアレイヤと前記第1導波路コアの間の前記ミドルクラッディングは、前記導波路端面において、厚さが約1μm〜約3μmであり、
前記上部コアレイヤと前記第1導波路コアの間の前記ミドルクラッディングは、前記導波路端面において、厚さが約1μm〜約3μmである、請求項29記載の方法。 - 前記上部コアレイヤと前記上部及びミドルクラッディングの間の屈折率コントラストは、約5%未満であり、
前記下部コアレイヤと前記下部及びミドルクラッディングの間の屈折率コントラストは、約5%未満であり、
前記導波路コアと前記ミドルクラッディングの間の屈折率コントラストは、約5%未満である、請求項22記載の方法。 - 前記上部及び下部導波路コアレイヤは、厚さが約0.3μm〜約2μmであるドーピングされたシリカを有しており、
前記導波路コアは、厚さが約0.3μm〜約1μmであって、幅が約3μm〜約12μmであるドーピングされたシリカを有しており、
前記下部、ミドル、及び上部クラッディングは、シリカ又はドーピングされたシリカを有しており、
前記下部コアレイヤと前記第1導波路コアの間の前記ミドルクラッディングは、厚さが約1μm〜約3μmであり、
前記上部コアレイヤと前記第1導波路コアの間の前記ミドルクラッディングは、厚さが約1μm〜約3μmである、請求項33記載の方法。
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