JP2756379B2

JP2756379B2 - 導波路型光スイッチ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2756379B2
Application number: JP13774891A
Authority: JP
Inventors: 敏昭片桐; 豊勝山; 克之井本; 哲也横田
Original assignee: Hitachi Cable Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Hitachi Cable Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1991-06-10
Filing date: 1991-06-10
Publication date: 1998-05-25
Anticipated expiration: 2013-05-25
Also published as: JPH04361216A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコア導波路の途中に設け
たスリット内の液体の相変化を利用して導波路内を伝搬
する光の光路の切り替え、あるいは遮断をおこなう導波
路型光スイッチ及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムが高度化するにつれて、
低損失、低クロスト−ク特性を有する空間分割型光スイ
ッチのニ−ズが高まってきている。

【０００３】上記光スイッチの方式として、本発明者等
は先に図９に示す光スイッチを提案した。この光スイッ
チは、図９（ａ）に示すようにＴ字形のコア導波路３の
直交する交差部分に略４５°の角度をなすスリット９を
設けて、コア導波路３を略Ｌ字形に屈曲した部分と直線
状の部分に切断し、このスリット９の溝の中に、図９
（ｂ）に示すようにコア導波路３とほぼ等しい屈折率の
液体６を充填した特殊な構造を有している。そしてスリ
ット９の周囲のクラッド４の上面に形成した電熱体（薄
膜ヒ−タ）１１に配電線１０を通して通電することによ
ってスリット９の極近傍だけを加熱し、スリット９内の
液体６を気化させることができるようになっている。す
なわちこの光スイッチは、スリット９内の液体６を気化
させると、スリット９内がコア導波路３の屈折率よりも
低屈折率の状態になること利用するものである。図９
（ａ）においては、発熱体１１に通電し、スリット９内
の液体６が蒸発して気化しているときには、コア導波路
３内を矢印１２Ａ方向から矢印１２Ｂ方向へ伝搬してい
た光は、スリット９の内面で反射し、直交するコア導波
路３へ光路が切り替えられて矢印１２Ｃ方向へ伝搬す
る。一方、発熱体１１への通電加熱を止めれば、伝熱に
よって直ちにスリット９周辺は冷却され、気体が凝結し
てスリット９内に液体６が注入されるので、光は再び矢
印１２Ｂ方向へ直進する。以上のように、スリット９内
への液体６の注入及び除去動作を加熱・冷却による液体
の蒸発・凝結によっておこなうことにより、高速のスイ
ッチング動作を実現することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図９の光ス
イッチは、基板１上に低屈折率層２を介して形成した厚
みが約８μｍのコア導波路３の表面を厚みが２０〜３０
μｍのクラッド４で完全に覆った埋込み型導波路で構成
されている。そのため、スリット９はコア導波路３を完
全に切断するよう、コア導波路３とその下側の低屈折率
層２との境界面まで達するように形成されていなければ
ならない。つまり、スリット９の深さは２８〜３８μｍ
となる。このスリット９はクラッド４を形成した後、メ
タル膜（例えば、ＷＳｉ膜）をマスクにして、ふっ素系
ガス（例えば、ＣＨＦ₃）を用いたドライエッチングに
よりエッチングして形成される。ここで、上記メタル膜
の形成可能な厚みの上限値は、応力の発生による基板１
の反り、クラックの発生、さらにはエッチングパタ−ン
精度などを考慮すると、１μｍである。したがって、こ
の厚みのメタル膜をマスクにして２８〜３８μｍの深さ
のスリット９をエッチングするためには、クラッド４及
びコア導波路３からなるガラス膜のエッチング速度とメ
タル膜のエッチング速度の比（いわゆるエッチング選択
比）が２８以上とれるエッチングガスおよびメタル膜を
用いなければならない。しかし現状では、上記エッチン
グ選択比は２０程度が限界である。そのために、材質の
異なったメタル膜（例えば、Ｃｒ膜とＷＳｉ膜）を２層
に形成してエッチング選択比を大きくとる方法を用いて
いたが、この方法においてもメタル膜の厚みが増すほど
マスクパタ−ンの精度が劣化するため、所望のスリット
形状（幅６μｍ、長さ５０μｍ、深さ２８μｍ以上）を
コア導波路３の所望のＴ字形交差部に精度良く形成する
ことができないという問題が生じ、低損失な光スイッチ
を実現することは現状レベルでは難しいということがわ
かった。また、上記のように深いスリット９を形成する
と、スリット９の深さが深くなるにつれてスリット９の
幅がアンダ−カッティングによりどんどん拡がり、設計
値（６μｍ）からずれるという問題があり、その結果、
このスリット９に上記液体６が充填されている場合に矢
印１２Ａ方向から伝搬してきた入射光がスリット９を通
過して矢印１２Ｂ方向へ伝搬する際の損失が増大するこ
とが判った。すなわち、このスリットを光が通ることに
よる透過損失Ｔｔは、

【０００５】

【数１】

【０００６】ただし、λは波長，Ｓはスリットの幅，ｎ
_cはクラッドの屈折率，ωは基本モ−ドのスポットサイ
ズ、で表わされ、スリットの幅Ｓが大きくなるにつれて
透過損失は増大する。これはスリット部で入射光電界分
布が拡がることによって生ずる入力導波路と出力導波路
中の光電界分布の不整合による損失である。さらにスリ
ット９の深さが増大すると、スリット９の内壁面の面荒
れの増大や垂直性劣化などの問題が生ずることが判っ
た。すなわち、スリット９内に液体６が注入されていな
い場合に、入射光はこのスリット９の内壁面で反射し、
スイッチングされるが、面荒れがあるとここで散乱損失
を生ずる。また、スリット９の内壁面の垂直性が劣化す
ると、反射後の光電界と出力導波路中の光電界との不整
合による損失を伴う。

【０００７】以上述べたように、現状の技術レベルで
は、深さが２８μｍ以上のスリットを幅、面荒れ、垂直
性等に関して精度良く形成する技術が実現されておら
ず、光スイッチの低損失化が困難である。

【０００８】本発明は上記課題を解消すべく創案された
ものであり、その目的は寸法精度が良く、内壁面の面荒
れが少なく、垂直性の良いスリットを形成することが可
能な光スイッチ構造およびその製造方法を提供し、これ
により低損失な導波路型光スイッチを実現することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の光スイッチにおいては、少なくともその表
面に低屈折率層を有する基板上に、断面形状が略矩形状
のコア導波路をＴ字形状或いは十字形状の交差部を有し
て形成し、そのコア導波路表面を厚さが２〜５μｍの低
屈折率のクラッドで覆ってリッジ形光導波路を形成し、
上記交差部において上記コア導波路を切断すべく、上記
クラッド上面から上記基板側に延出させてスリットを形
成し、そのスリット内に上記コア導波路と屈折率が略等
しい液体を充填し、上記スリット近傍に上記液体を加熱
するための電熱体を設け、スリット内の液体を加熱によ
って気化させたり、加熱を止めて凝結させたりしてスリ
ット内の屈折率を変化させることにより上記コア導波路
内を伝搬する光の進行方向を制御するように構成されて
いる。上記基板として全体が低屈折率の石英系ガラス基
板を用いてもよい。上記スリットは上記コア導波路内を
伝搬する光の光軸に対して略４５°の傾きを有して形成
されていることが望ましい。また、上記コア導波路は単
一モ−ド伝搬構造を有していることが望ましい。そし
て、上記コア導波路を上記交差部を複数組み合わせて格
子状に形成し、各格子点位置に上記スリット並びに上記
電熱体を配設してもよい。

【００１０】上記電熱体には種々の形態があり、例え
ば、電熱体を上記クラッド上に形成された薄膜の抵抗体
で構成し、その抵抗体と上記スリット内壁とを屈折率が
上記コア導波路のそれと等しい絶縁用ガラス膜で被覆し
てもよい。

【００１１】また、電熱体を上記スリットを隔てて上記
クラッド上に配設された２個の電極で構成し、両電極を
少なくとも上記液体を通して導通させることにより上記
スリット内の液体を加熱するようにしてもよい。この場
合、スリット内の液体を通しての上記両電極間の導通を
助けるべく、両電極を補助導線で接続してもよい。

【００１２】また、上記電熱体の設置位置はクラッド上
に限定されるものではなく、例えば、スリットの直下に
設けてもよい。

【００１３】次に、本発明に係る光スイッチの製造方法
においては、少なくともその表面に低屈折率層を有する
基板上に、断面形状が略矩形状のコア導波路をＴ字形状
或いは十字形状の交差部を有して形成し、該コア導波路
表面を厚さが２〜５μｍの低屈折率のクラッドで覆って
リッジ型光導波路を形成し、上記交差部において上記コ
ア導波路を切断すべく上記クラッド上面から上記基板側
に延出させてスリットを形成した後、該スリット内に上
記コア導波路と屈折率が略等しい液体を充填すると共に
上記スリット近傍に上記液体を加熱するための電熱体を
形成するようにしている。

【００１４】

【作用】クラッドの厚さが２〜５μｍであるため、コア
導波路の厚さが従来と同じく８μｍであるとすると上記
交差部に形成されるスリットの深さは１０〜１３μｍと
なる。これは、従来の光スイッチに形成されていたスリ
ットの深さ（２８〜３８μｍ）に比し半分以下であり、
膜厚が０．６５μｍ程度の薄いメタル膜（ＷＳｉ膜）を
マスクにしてＣＨＦ₃ガスを用いて充分にエッチングで
きる深さである。しかも、メタル膜の厚みが薄いので、
高寸法精度のマスクパタ−ンを実現することができる。
また、エッチング深さが浅いので、アンダ−カッティン
グによるスリット幅（２μｍから８μｍの範囲が好まし
い値）の拡がりが少なくなり、スリットを光が通ること
による透過損失を低減することが可能となる。さらに、
スリットの内壁面の面荒れを低減すると共に、垂直性良
くエッチングすることができる。これにより、スリット
内に液体が入っていない場合のスリット内壁面での反射
損失を大幅に低減することが可能となる。

【００１５】基板として低屈折率の石英系ガラス基板を
用いた場合には、基板表面にさらに低屈折率層を形成す
る必要はない。

【００１６】スリットを光軸に対して略４５°傾けて形
成しておけば、スイッチングによって光の伝搬方向をそ
の光軸と略直交する方向に切替えることができる。

【００１７】コア導波路を単一モ−ド伝搬構造とするこ
とにより、この光スイッチを広帯域の光回路に適用する
ことができる。

【００１８】格子状に形成されたコア導波路の各格子点
位置に上記スリット並びに電熱体を形成しておくことに
より、コア導波路の各格子点においてスイッチングを行
うことができる。

【００１９】電熱体を薄膜の抵抗体で構成することによ
り、これを金属蒸着等によって種々のパターンに容易に
形成することとが可能となる。また、抵抗体を被覆する
ための絶縁用ガラス膜でスリット内壁にも被覆を施して
おくことにより、スリットを形成する際に生じたスリッ
ト幅のアンダ−カットによる拡がり分を補償することが
できる。

【００２０】スリットの両側に設けた２個の電極間をそ
のスリット内の液体を通して導通させると、液体は電流
によって直接加熱されて気化される。この場合、両電極
を補助導線で接続して電流が導通し易くしておくことに
より、液体の加熱がより効果的に実現される。

【００２１】電熱体をスリットの直下に設け、スリット
内の液体を下方から加熱するようにすれば、スリット内
において液体は下側から先に気化するようになるので、
発生した気体の上昇によって残りの液体を押し上げてス
リット外に迅速に排出することができるようになる。

【００２２】本発明の製造方法によれば、導波路型光ス
イッチを基板上にプレーナ技術によって形成することが
できるので、これを他の光回路素子と共に同一基板上に
一括形成することが可能となり、光スイッチの高品質・
多機能化が実現できる。

【００２３】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。

【００２４】図１に本発明に係る単一モ−ドリッジ導波
路型光スイッチの一実施例を示す。これは一つの入力導
波路１５ａ内に入射する矢印１２Ａ方向からの光を二つ
の出力導波路１５ｂ，１５ｃのいずれかに光路を切り替
え、矢印１２Ｂ方向あるいは矢印１２Ｃ方向へ伝搬させ
ることができる１×２光スイッチを示すものである。な
お、同図（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面
図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【００２５】この光スイッチは、表面に低屈折率層２を
有する基板１上に、断面形状が略矩形状のコア導波路３
をＴ字形状の交差部３０を有して形成し、そのコア導波
路３の表面をクラッド３１で覆ってリッジ形光導波路を
形成し、交差部３０においてコア導波路３を切断すべ
く、クラッド３１の上面から基板１側に延出させてスリ
ット３２を形成し、そのスリット３２内にコア導波路３
と屈折率が略等しい液体６を充填し、スリット３２の両
側のクラッド３１上に液体６を加熱するための電熱体３
３を設けて構成される。クラッド３１上には、電熱体３
３へ電力を供給するための給電線１０が配線されると共
に、電熱体３３並びに給電線１０の表面を覆う絶縁用ガ
ラス膜１６が形成されている。上記液体６は、スリット
３２を取り囲むようにして交差部３０に形成された液体
貯蔵室１３内に密閉収容されている。液体貯蔵室１３
は、上記絶縁用ガラス膜１６の形成後スリット３２の近
傍に外付けされた壁体１４によって構成される。スリッ
ト３２はコア導波路３内を伝搬する光の光軸に対して４
５°の角度を有して形成されており、スリット３２内の
液体６を加熱によって気化させたり、加熱を止めて凝結
させたりしてスリット３２内の屈折率を変化させること
によりコア導波路３内を伝搬する光の進行方向を制御で
きるようになっている。すなわち、発熱体３３に通電
し、スリット３２内の液体６が加熱されて気化している
ときには、入力導波路１５ａ及び出力導波路１５ｂ内を
矢印１２Ａ方向から矢印１２Ｂ方向へ伝搬していた光
は、スリット３２の内面（コア導波路３の屈曲部端面）
で反射し、直交する出力導波路１５ｃへ光路が切り替え
られて矢印１２Ｃ方向へ伝搬する。一方、発熱体３３へ
の通電を止めれば、伝熱によって直ちにスリット３２周
辺は冷却され、気体が凝結してスリット３２内に液体６
が注入されるので、光は再び矢印１２Ｂ方向へ直進す
る。

【００２６】上記基板１にはガラス（石英ガラス、屈折
率制御用添加物を含んだ石英系ガラス、多成分系ガラ
ス、等）、半導体（Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、等）、電
気光学結晶（ＬｉＮｂＯ₃、ＬｉＴａＯ₃、等）、磁性
体（Ｙ₃ＦｅＯ₁₂）、及び高分子材料（ポリウレタン、
エポキシ、ポリカ−ボネ−ト等）を用いることができ
る。低屈折率層２、コア導波路３、及びクラッド３１に
はガラス、高分子材料、半導体などを用いることができ
る。

【００２７】この光スイッチは単一モ−ド用に構成され
るので、コア導波路３の厚み並びに幅は数μｍから１２
μｍの範囲から選ばれ、またコア導波路３の屈折率ｎ_w
は、クラッド３１の屈折率ｎ_c並びに低屈折率層２の屈
折率ｎ_bよりも高く設定される。すなわち、Δ＝（ｎ_w
−ｎ_c）／ｎ_w×１００％で定義される比屈折率差Δの
値が０．２％から０．８％の範囲から選ばれる。ここ
で、ｎ_cとｎ_bは略等しい値か、あるいは基板１への放
射モ−ドによる損失を低減するためにはｎ_c＞ｎ_bが好
ましい。低屈折率層２の厚さが厚いほど伝搬損失を低減
することができるが、通常、１０μｍ以上であれば問題
ない。クラッド３１の厚さも厚いほどコア導波路３内を
伝搬する光の伝搬損失を低減することができるが、この
光スイッチにおいてはクラッド３１の厚みは２〜５μｍ
の範囲から選れる。その理由は、エッチングにより精度
の良いスリット３２を得るためである。なお、基板１に
石英系ガラス基板を用いた場合には、基板全体が低屈折
率であるのでその表面に別途上記低屈折率層２を有して
いる必要はない。

【００２８】電熱体３３にはＴｉ薄膜あるいはＣｒ薄膜
が用いられ、給電線１０にはＡｕ線、Ａｌ線などが用い
られる。たとえば、Ｔｉ薄膜（厚み０．２μｍ、幅１０
μｍ、長さ２ｍｍ）を用いたとすると、そのヒ−タ抵抗
は約０．５Ωとなり、各々の電熱体３３の両端に給電線
１０を通して印加電力４Ｗを印加することにより、発熱
体３３の表面温度を約１２０℃に加熱することができ
る。したがって、スリット３２内に充填される液体６と
しては、例えばフルオロベンゼンＣ₆Ｈ₅Ｆを用いるこ
とができる。この液体の沸点は８４．９℃であるので、
上記印加電力で充分気化させることができる。尚、電熱
体３はスリット３２の周辺に閉ル−プ状（直線、曲線、
ジグザグなどの）パタ−ンを形成することによって所望
の抵抗体になるように構成してもよい。また、給電線１
０は金属蒸着等により薄膜状に形成することもできる。

【００２９】スリット３２内に充填する液体６の屈折率
は、電熱体３３に印加電力を加えない状態でコア導波路
３の屈折率と等しい値のものが選ばれる。ただし、液体
は一般に温度によって屈折率が多少変化するので、スリ
ット３２内に充填する液体６として、気化する一歩手前
の状態における屈折率がコア導波路３のそれと等しくな
る液体を用い、スイッチング作用により光路を切り替え
ない状態（すなわち、矢印１２Ａ方向から伝搬してきた
光を矢印矢印１２Ｂ方向へ伝搬させる状態）でも発熱体
３３に通電しておくことにより、液体６をこれが気化し
ないすれすれの温度に加熱しておくようにしてもよい。
このようにすれば、発熱体３３の印加電力を若干増加さ
せるだけでスリット３２内の液体６を瞬時に気化させる
ことができ、極めて高速なスイッチング動作が実現でき
る。

【００３０】絶縁用ガラス膜１６は、電熱体３３及び給
電線１０の全面を覆い、給電線１０相互間が液体６を通
して導通しないように構成されている。また、このガラ
ス膜１６の屈折率はコア導波路３のそれと等しくなるよ
うに設定されている。そしてガラス膜１６には、これを
スリット３２の内壁面にも形成することにより、ドライ
エッチングによってスリット３２を形成する際に生じた
スリット幅のアンダ−カットによる拡がり分を補償する
役目も持たせてある。このガラス膜１６の膜厚は数千Å
から２μｍの範囲内が好ましい。すなわち、アンダ−カ
ットによるスリット幅の拡がりが大きいときには厚い膜
を形成させ、その逆のときには薄い膜を形成させる。

【００３１】本発明に係る光スイッチの他の実施例を図
２に示す。これは給電線１０を絶縁用ガラス膜１６に開
口した給電線取り出し口１７より取り出した構成であ
る。図１及び２では液体貯蔵室１３上には蓋が図示され
ていないが、実際には液体６の流出を防ぐために、図３
に示すように蓋１８が設けられている。

【００３２】本発明の光スイッチは、これまでに述べた
１×２型光スイッチ以外に、図５および図６に示すごと
くｎ×ｍおよびｍ×ｍ（ｎ≧１、ｍ＞２）光スイッチに
も適用することができる。すなわち、図５は４入力、８
出力の４×８光スイッチの例であり、図６は６入力、６
出力の６×６光スイッチの例である。格子状に形成され
たコア導波路の各格子点位置には、スリット並びに電熱
体が形成されており、コア導波路の各格子点においてス
イッチングを行うことができるようになっている。図５
において矢印Ａ₁〜Ａ₄はコア導波路４１ａ〜４１ｄへ
入射する光信号の方向を示し、矢印Ｂ₁〜Ｂ₄、Ｃ₁〜
Ｃ₄はコア導波路から出射する光信号の方向を示してい
る。同様に、図６において矢印Ｄ₁〜Ｄ₃、Ｅ₁〜Ｅ₃
は入射光信号の方向を示し、矢印Ｆ₁〜Ｆ₃、Ｇ₁〜Ｇ
₃は出射光信号の方向をそれぞれ示している。ここで、
隣接するコア導波路相互の間隔ａ₁〜ａ₃、ｂ₁〜ｂ₃
はそれぞれ等しくてもよく、あるいは異なっていてもよ
い。

【００３３】図７はスリット内の液体を加熱するための
他の実施例を示したものである。

【００３４】図示するように、電熱体はスリット３２を
隔ててクラッド３１上に形成された２個の薄膜ヒ−タ
（電極）４３で構成されている。これら２個のヒータ４
３はスリット３２内の液体６を通して導通するよう構成
されており、給電線１０間に印加電圧を供給することに
より両ヒ−タ４３を加熱してスリット３２内の液体６を
加熱することができるようになっている。なお、液体６
を通しての導通の不備を補うために両ヒ−タ４３間をＡ
ｕ、Ａｒ等の補助導線で接続しておいてもよい。このよ
うに、本発明の光スイッチは導波路型構造を採用してい
るので、薄膜ヒ−タの構成として種々のものが適用でき
る。

【００３５】図８も加熱方式の一例を示したものであ
る。この例においては、電熱体をクラッド３１の上面に
形成する代わりに、スリット３２の直下に位置させて基
板１の底面に穴４４を形成し、その穴４４の中に電熱体
たるニクロム線４５が挿入して設けられている。したが
って、給電線１０を通してニクロム線４５に印加電圧を
供給することにより、スリット３２内の液体６をその直
下から加熱することができる。このように、スリット３
２内の液体６を下方から加熱するようにすれば、スリッ
ト３２内において液体６を下側から先に気化させ、発生
した気体の上昇によって残りの液体６を押し上げてスリ
ット３２外に迅速に排出することができるようになり、
スイッチング速度の高速化が達成できる。

【００３６】次に、本発明の光スイッチの製造方法を図
４に従って説明する。

【００３７】工程１：基板１の上に低屈折率層２及びコ
ア層３４を形成する。これらのガラス層はＣＶＤ法（化
学蒸着法）、火炎堆積法、電子ビ−ム蒸着法、スパッタ
リング法などのよく知られた方法で形成することができ
る。

【００３８】工程２：上記ガラス層を高温（１０００℃
〜１３００℃）で熱処理して緻密なガラス層とする。

【００３９】工程３：マスク用のメタル膜３５をコア層
３４上に形成する。このメタル膜３５の形成も真空蒸着
法、スパッタリング法などのよく知られた方法で行うこ
とができる。

【００４０】工程４：メタル膜３５の表面にフォトレジ
スト膜３６を塗布し、これを所望のコア導波路形状に合
わせてパタ−ニングする。

【００４１】工程５：ドライエッチングプロセスに入
る。まず、フォトレジスト膜３６をマスクにしてメタル
膜３５をパタ−ニングする。次に、メタル膜３５をマス
クにしてコア層３４をパタ−ニングする。

【００４２】工程６：フォトレジスト膜３６を除去す
る。

【００４３】工程７：メタル膜を３５を除去する。低屈
折率層２上に断面略矩形状のコア導波路３が露出して形
成される。

【００４４】工程８：コア導波路３の表面を厚さが２〜
５μｍのクラッド層３７で覆ってリッジ形光導波路を形
成する。このクラッド層３７の形成も工程１のガラス層
形成と同様の方法を適用することにより達成することが
できる。

【００４５】工程９：クラッド層３７上にメタル膜（Ｔ
ｉあるいはＣｒ）３８を形成する。このメタル膜３８も
前述のメタル膜３５の形成方法と同様にして形成するこ
とができる。

【００４６】工程１０：メタル膜３８の表面にフォトレ
ジスト膜３９を塗布し、そのスリット形成部分にパタ−
ニング（穴あけ）を施す。

【００４７】工程１１：ドライエッチングによりメタル
膜３８をパタ−ニングし、次いで、膜厚が０．６５μｍ
程度の薄いメタル膜３８をマスクにしてＣＨＦ₃ガスを
用いてクラッド層３７およびコア導波路３をエッチング
し、スリット３２を形成する。クラッド層３７の厚さを
２〜５μｍとしたことにより、内壁面の面荒れが少な
く、垂直性の良いスリット３２が形成される。

【００４８】工程１２：エッチング処理した表面全体に
再度フォトレジスト膜を塗布した後、フォトリソグラフ
ィを行い、メタル膜３８を薄膜ヒ−タ（電熱体）用にパ
タ−ニングする。すなわち、メタル膜３８の不要部分を
除去する。

【００４９】工程１３：フォトレジスト膜を除去する。

【００５０】工程１４：クラッド層３７上に給電線を形
成した後、薄膜ヒ−タ用のメタル膜３８及び給電線を絶
縁用ガラス膜で被覆する。このガラス膜形成も工程１の
ガラス層形成と同様の方法により行うことができる。

【００５１】工程１５：液体貯蔵室の形成、液体貯蔵室
への液体の充填及び蓋の取り付けを行って導波路型光ス
イッチを完成させる。最後に、コア導波路３の端面への
光ファイバ４０の結合、パッケ−ジング等を行って光モ
ジュ−ルとする。

【００５２】このように、導波路型光スイッチをプレ−
ナ技術によって製造することにより、光スイッチを他の
光回路素子と共に同一基板上に一括形成することが可能
となり、光スイッチの高品質・多機能化が実現できる。

【００５３】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、寸法精度
が良く、内壁面の面荒れが少なく、垂直性の良いスリッ
トを形成することができるので、低損失な導波路型光ス
イッチを実現することが可能となる。

【００５４】また、導波路型光スイッチを基板上にプレ
ーナ技術によって形成することができるので、これを他
の光回路素子と共に同一基板上に形成することが可能で
あり、光スイッチの高品質・多機能化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導波路型光スイッチの一実施例を示す
図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断
面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【図２】本発明の導波路型光スイッチの他の実施例を示
す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【図３】本発明の導波路型光スイッチの他の実施例を示
す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
断面図である。

【図４】本発明に係る導波路型光スイッチの製造方法の
一実施例を示す工程図である。

【図５】本発明の導波路型光スイッチをｎ×ｍ光スイッ
チに適用した実施例を示す図である。

【図６】本発明の導波路型光スイッチをｍ×ｍ光スイッ
チに適用した実施例を示す図である。

【図７】本発明の導波路型光スイッチの他の実施例を示
す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
断面図である。

【図８】本発明の導波路型光スイッチの他の実施例を示
す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
断面図である。

【図９】従来例を示す図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１基板２低屈折率層３コア導波路６液体１６絶縁用ガラス膜３０交差部３１クラッド３２スリット３３電熱体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井本克之茨城県日立市日高町５丁目１番１号日立電線株式会社電線研究所内 (72)発明者横田哲也茨城県日立市日高町５丁目１番１号日立電線株式会社電線研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 26/08 G02B 6/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともその表面に低屈折率層を有す
る基板上に、断面形状が略矩形状のコア導波路をＴ字形
状或いは十字形状の交差部を有して形成し、該コア導波
路表面を厚さが２〜５μｍの低屈折率のクラッドで覆っ
てリッジ形光導波路を形成し、上記交差部において上記
コア導波路を切断すべく、上記クラッド上面から上記基
板側に延出させてスリットを形成し、該スリット内に上
記コア導波路と屈折率が略等しい液体を充填し、上記ス
リット近傍に上記液体を加熱するための電熱体を設け、
スリット内の液体を加熱によって気化させたり、加熱を
止めて凝結させたりしてスリット内の屈折率を変化させ
ることにより上記コア導波路内を伝搬する光の進行方向
を制御することを特徴とする導波路型光スイッチ。
【請求項２】上記基板として石英系ガラス基板を用い
た請求項１記載の導波路型光スイッチ。
【請求項３】上記スリットが上記コア導波路内を伝搬
する光の光軸に対して略４５°の傾きを有して形成され
ている請求項１又は２記載の導波路型光スイッチ。
【請求項４】上記コア導波路が単一モ−ド伝搬構造を
有している請求項１乃至３のいずれかに記載の導波路型
光スイッチ。
【請求項５】上記コア導波路を格子状に形成し、該格
子点位置に上記スリット並びに上記電熱体を配設した請
求項１乃至４のいずれかに記載の導波路型光スイッチ。
【請求項６】上記電熱体を上記クラッド上に形成され
た薄膜の抵抗体で構成し、該抵抗体と上記スリット内壁
とを屈折率が上記コア導波路のそれと等しい絶縁用ガラ
ス膜で被覆した請求項１乃至５のいずれかに記載の導波
路型光スイッチ。
【請求項７】上記電熱体が、上記スリットを隔てて上
記クラッド上に配設された２個の電極からなり、両電極
間を上記スリット内の液体を通して導通させることによ
り該液体を加熱するように構成されている請求項１乃至
５のいずれかに記載の導波路型光スイッチ。
【請求項８】上記スリット内の液体を通しての上記両
電極間の導通を助けるべく、両電極を補助導線で接続し
た請求項７記載の導波路型光スイッチ。
【請求項９】上記電熱体が上記スリットの直下に設け
られている請求項１乃至５のいずれかに記載の導波路型
光スイッチ。
【請求項１０】コア導波路の途中に設けられたスリッ
ト内の液体を加熱によって気化させたり、加熱を止めて
凝結させたりしてスリット内の屈折率を変化させること
により上記コア導波路内を伝搬する光の進行方向を制御
するよう構成された導波路型光スイッチの製造方法にお
いて、少なくともその表面に低屈折率層を有する基板上
に、断面形状が略矩形状のコア導波路をＴ字形状或いは
十字形状の交差部を有して形成し、該コア導波路表面を
厚さが２〜５μｍの低屈折率のクラッドで覆ってリッジ
型光導波路を形成し、上記交差部において上記コア導波
路を切断すべく上記クラッド上面から上記基板側に延出
させてスリットを形成した後、該スリット内に上記コア
導波路と屈折率が略等しい液体を充填すると共に上記ス
リット近傍に上記液体を加熱するための電熱体を形成す
るようにしたことを特徴とする導波路型光スイッチの製
造方法。