JP3198649B2 - 光導波路装置 - Google Patents
光導波路装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光導波路、特に断面積
の異なる２つ以上の光導波路部分を有する光導波路が形
成されて成る光導波路装置に係わる。
の異なる２つ以上の光導波路部分を有する光導波路が形
成されて成る光導波路装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】光導波路に半導体レーザ光等のレーザ光
を光導波路の端面より入射し、光導波路内を導波させる
場合において、それらの結合効率は、光導波路入射端面
における入射光の強度分布と光導波路内を伝搬する導波
モードの電界分布との重畳積分により表される。
を光導波路の端面より入射し、光導波路内を導波させる
場合において、それらの結合効率は、光導波路入射端面
における入射光の強度分布と光導波路内を伝搬する導波
モードの電界分布との重畳積分により表される。
【０００３】そのため光導波路端面に光を入光する場合
においてその入光方法は、レンズを用いる方法（Lens C
oupling ）、或いはレンズを用いずに半導体レーザ等の
光源を光導波路端面近傍に直接配置する方法（Butt Cou
pling ）等の方法があるが、いずれの方法を用いても位
置合わせの精度は、光導波路の断面積が小さくなるほど
厳しくなる。
においてその入光方法は、レンズを用いる方法（Lens C
oupling ）、或いはレンズを用いずに半導体レーザ等の
光源を光導波路端面近傍に直接配置する方法（Butt Cou
pling ）等の方法があるが、いずれの方法を用いても位
置合わせの精度は、光導波路の断面積が小さくなるほど
厳しくなる。
【０００４】また光導波路装置が、例えばＳＨＧ（第２
高調波発生）装置のように光導波路内の光パワー密度を
高めることが望ましい素子においては、光源と光導波路
との結合効率を高めることが重要であるとともに、光導
波路においてその断面積を小さくすることが重要とな
る。しかし光導波路の断面積を小さくしていくと、光源
との結合効率を高い値に保つことが容易でなくなる。
高調波発生）装置のように光導波路内の光パワー密度を
高めることが望ましい素子においては、光源と光導波路
との結合効率を高めることが重要であるとともに、光導
波路においてその断面積を小さくすることが重要とな
る。しかし光導波路の断面積を小さくしていくと、光源
との結合効率を高い値に保つことが容易でなくなる。
【０００５】そこで、光導波路の入射側の端面近傍に、
他の光導波路部分よりも幅の広い部分を設け、例えばこ
れに或る程度の角度を持つテーパを与え、結合効率を高
める手法が用いられているが、光導波路にテーパを設け
た場合には、それぞれの光導波路部分において導波モー
ド有効屈折率を一致させなければ、テーパ部分において
光の散乱や反射現象が生じやすくなってしまう。
他の光導波路部分よりも幅の広い部分を設け、例えばこ
れに或る程度の角度を持つテーパを与え、結合効率を高
める手法が用いられているが、光導波路にテーパを設け
た場合には、それぞれの光導波路部分において導波モー
ド有効屈折率を一致させなければ、テーパ部分において
光の散乱や反射現象が生じやすくなってしまう。
【０００６】これに対してＬｉＮｂＯ3 ，ＬｉＴａＯ3
などの強誘電体材料からなる基板上にプロトン交換法に
より作製した光導波路において、プロトン交換後にアニ
ールを行っていない光導波路部分とプロトン交換後にア
ニールを行ったテーパ部分を有する光導波路部分とを設
けるという構成が提案されている(T.TANIUCHI etal.EL
ECTRONICS LETTERS 22nd November 1990 , Vol.26
, No24 , 1992参照)。
などの強誘電体材料からなる基板上にプロトン交換法に
より作製した光導波路において、プロトン交換後にアニ
ールを行っていない光導波路部分とプロトン交換後にア
ニールを行ったテーパ部分を有する光導波路部分とを設
けるという構成が提案されている(T.TANIUCHI etal.EL
ECTRONICS LETTERS 22nd November 1990 , Vol.26
, No24 , 1992参照)。
【０００７】ところが、このように、断面積を異にする
光導波路において、プロトン交換後にアニールを行う
か、行わないかによって導波モード有効屈折率を一致さ
せるには、その断面積、具体的には厚さが一義的に決ま
ってしまい、設計の自由度が小さく、実用上の難点があ
る。
光導波路において、プロトン交換後にアニールを行う
か、行わないかによって導波モード有効屈折率を一致さ
せるには、その断面積、具体的には厚さが一義的に決ま
ってしまい、設計の自由度が小さく、実用上の難点があ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、断面積の異
なる２つ以上の光導波路部分を有する光導波路が形成さ
れて成る光導波路装置において、導波モード有効屈折率
の一致の問題の解決をはかり、更にこれら光導波路部分
相互の電界分布の重なりを大にすることができるように
して光の伝播効率、結合効率を高めることができるよう
にする。
なる２つ以上の光導波路部分を有する光導波路が形成さ
れて成る光導波路装置において、導波モード有効屈折率
の一致の問題の解決をはかり、更にこれら光導波路部分
相互の電界分布の重なりを大にすることができるように
して光の伝播効率、結合効率を高めることができるよう
にする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、図１にその一
例の断面図を示し、図２にその斜視図を示すように、少
なくとも第１の光導波路部分１Ａと第２の光導波路部分
１Ｂとを有し、第１の光導波路部分１Ａの断面積が、第
２の光導波路部分１Ｂに比し大とされた光導波路１が形
成されて成る光導波路装置にあって、第１の光導波路部
分１Ａの表面に、第２の光導波路部分のクラッド層に比
し屈折率が大なるクラッド層が形成された構成とする。
例の断面図を示し、図２にその斜視図を示すように、少
なくとも第１の光導波路部分１Ａと第２の光導波路部分
１Ｂとを有し、第１の光導波路部分１Ａの断面積が、第
２の光導波路部分１Ｂに比し大とされた光導波路１が形
成されて成る光導波路装置にあって、第１の光導波路部
分１Ａの表面に、第２の光導波路部分のクラッド層に比
し屈折率が大なるクラッド層が形成された構成とする。
【００１０】また、本発明は、上述の構成において、そ
の光導波路１が、 ＬｉＮｂx Ｔａ1-x Ｏ3 （０≦ｘ≦０） による強誘電体基板、例えばＬｉＮｂＯ3 、或いはＬｉ
ＴａＯ3 による強誘電体基板３上に形成された構成とす
る。
の光導波路１が、 ＬｉＮｂx Ｔａ1-x Ｏ3 （０≦ｘ≦０） による強誘電体基板、例えばＬｉＮｂＯ3 、或いはＬｉ
ＴａＯ3 による強誘電体基板３上に形成された構成とす
る。
【００１１】また、本発明は、上述の各構成において、
光導波路部１Ａ及び１Ｂの１つ以上が、幅方向, 深さ方
向のいずれかの１方向あるいは２方向にテーパ形状ある
いは曲線形状を有する構成とする。
光導波路部１Ａ及び１Ｂの１つ以上が、幅方向, 深さ方
向のいずれかの１方向あるいは２方向にテーパ形状ある
いは曲線形状を有する構成とする。
【００１２】更に、本発明は、１以上の光導波路部１
Ａ、１Ｂが、プロトン交換後にアニールを行った光導波
路による構成とする。
Ａ、１Ｂが、プロトン交換後にアニールを行った光導波
路による構成とする。
【００１３】
【作用】上述の本発明によれば、断面積の異なる２つ以
上の光導波路部分間の導波モード有効屈折率の一致と、
電界分布の重なりを広くすることができる。
上の光導波路部分間の導波モード有効屈折率の一致と、
電界分布の重なりを広くすることができる。
【００１４】
【実施例】図１、及び図２を参照して本発明の一例を説
明する。
明する。
【００１５】この光導波路装置は、例えばＬｉＮｂx Ｔ
ａ1-x Ｏ3 （０≦ｘ≦０）の例えばＬｉＮｂＯ3 、或い
はＬｉＴａＯ3 より成る強誘電体基板３の１主面側に光
導波路１を形成する。
ａ1-x Ｏ3 （０≦ｘ≦０）の例えばＬｉＮｂＯ3 、或い
はＬｉＴａＯ3 より成る強誘電体基板３の１主面側に光
導波路１を形成する。
【００１６】この光導波路１は、例えば半導体レーザ等
の光源からの発光光を入射させる光入射端側を第１の光
導波路部分１Ａによって構成し、これより後端側を第２
の光導波路部分１Ｂによって構成する。
の光源からの発光光を入射させる光入射端側を第１の光
導波路部分１Ａによって構成し、これより後端側を第２
の光導波路部分１Ｂによって構成する。
【００１７】第１の光導波路部分１Ａは、第２の光導波
路部分１Ｂに比してその断面積が広くなるように、第１
の光導波路部分１Ａの厚さｔa を、第２の光導波路部分
１Ｂの厚さｔb に比し大とする。
路部分１Ｂに比してその断面積が広くなるように、第１
の光導波路部分１Ａの厚さｔa を、第２の光導波路部分
１Ｂの厚さｔb に比し大とする。
【００１８】また、この第１の光導波路部分１Ａの形状
は、光導波路１に光が効率良く結合するために、緩やか
なテーパあるいは曲線とされて第２の光導波路１Ｂと段
差なく連続するような形状とされている。
は、光導波路１に光が効率良く結合するために、緩やか
なテーパあるいは曲線とされて第２の光導波路１Ｂと段
差なく連続するような形状とされている。
【００１９】そして、光導波路１の表面上にはクラッド
層が被着形成される。このクラッド層は、第１の光導波
路部分１Ａに対する第１のクラッド層２Ａと、第２の光
導波路部分１Ｂに対する第２のクラッド層２Ｂとで異な
る屈折率を有する材料によって構成する。
層が被着形成される。このクラッド層は、第１の光導波
路部分１Ａに対する第１のクラッド層２Ａと、第２の光
導波路部分１Ｂに対する第２のクラッド層２Ｂとで異な
る屈折率を有する材料によって構成する。
【００２０】この場合、両クラッド層２Ａ及び２Ｂの各
屈折率nca 及びncb は、nca ＞ncbとする。
屈折率nca 及びncb は、nca ＞ncbとする。
【００２１】これら第１及び第２のクラッド層２Ａ及び
２Ｂとしては、それぞれ例えば１５００Å以上の厚さと
し、例えばクラッド層２Ａを、Ｔａ2 Ｏ 5, クラッド層
２ＢをＳｉＯ2 によって構成する。
２Ｂとしては、それぞれ例えば１５００Å以上の厚さと
し、例えばクラッド層２Ａを、Ｔａ2 Ｏ 5, クラッド層
２ＢをＳｉＯ2 によって構成する。
【００２２】また、これら第１及び第２のクラッド層２
Ａ及び２Ｂは、各光導波路部分１Ａ及び１Ｂの直上にス
パッタリング法, 蒸着法等のプロセスにより被着し得
る。
Ａ及び２Ｂは、各光導波路部分１Ａ及び１Ｂの直上にス
パッタリング法, 蒸着法等のプロセスにより被着し得
る。
【００２３】このような構成とすることによって、互い
に異なる断面積の光導波路部分間１Ａ及び１Ｂといえど
も導波モード有効屈折率の一致と、図３においてその各
光導波路部分１Ａ及び１Ｂの電界分布を図３中それぞれ
曲線ａ及びｂで示すように、電界分布の互いの重なりを
広くすることができる。
に異なる断面積の光導波路部分間１Ａ及び１Ｂといえど
も導波モード有効屈折率の一致と、図３においてその各
光導波路部分１Ａ及び１Ｂの電界分布を図３中それぞれ
曲線ａ及びｂで示すように、電界分布の互いの重なりを
広くすることができる。
【００２４】これについて説明する。ここで、光導波路
１の各光導波路部分１Ａ及び１Ｂの屈折率を、それぞれ
nfa,nfb とし、クラッド層２Ａ及び２Ｂの屈折率を、そ
れぞれnca,ncb とし、また基板の屈折率をnsとする。
１の各光導波路部分１Ａ及び１Ｂの屈折率を、それぞれ
nfa,nfb とし、クラッド層２Ａ及び２Ｂの屈折率を、そ
れぞれnca,ncb とし、また基板の屈折率をnsとする。
【００２５】光導波路１、すなわち、いわゆるコアとな
る部分は、これを取り囲む部分よりも屈折率が高いこと
が条件とされるので、第１及び第２のクラッド層２Ａ及
び２Ｂの屈折率もそれぞれ光導波路１の部分よりも小さ
いことが条件となっている。
る部分は、これを取り囲む部分よりも屈折率が高いこと
が条件とされるので、第１及び第２のクラッド層２Ａ及
び２Ｂの屈折率もそれぞれ光導波路１の部分よりも小さ
いことが条件となっている。
【００２６】そのため光導波路１となるための条件式
は、以下の４式となる。 ns＜nfa ns＜nfb nca ＜nfa ncb ＜nfb
は、以下の４式となる。 ns＜nfa ns＜nfb nca ＜nfa ncb ＜nfb
【００２７】ところで、導波モードｍが、ｍ＝０，ｍ＝
１についての導波モード有効屈折率すなわち有効屈折率
ｎeff と、屈折率nfの光導波路の厚さｔの関係は、図４
に示すようになるが、この有効屈折率ｎeff は、その光
導波路を取り囲む基板３の屈折率ns、クラッド層の屈折
率によって決まることから、両光導波路部分１Ａ及び１
Ｂに対して同一材料のクラッド層を被着するときは、両
光導波路部分１Ａ及び１Ｂの断面積を変えるべくその各
厚さを異ならしめるときには、両者の導波モード屈折率
を一致させることに問題が生じることになる。
１についての導波モード有効屈折率すなわち有効屈折率
ｎeff と、屈折率nfの光導波路の厚さｔの関係は、図４
に示すようになるが、この有効屈折率ｎeff は、その光
導波路を取り囲む基板３の屈折率ns、クラッド層の屈折
率によって決まることから、両光導波路部分１Ａ及び１
Ｂに対して同一材料のクラッド層を被着するときは、両
光導波路部分１Ａ及び１Ｂの断面積を変えるべくその各
厚さを異ならしめるときには、両者の導波モード屈折率
を一致させることに問題が生じることになる。
【００２８】ところが、本発明によれば、第１及び第２
の光導波路１Ａ及び１Ｂに対して、異なる屈折率を有す
る第１及び第２のクラッド層２Ａ及び２Ｂを被着したの
で、これらクラッド層２Ａ及び２Ｂの材料の選定、すな
わちこれらの屈折率の選定によって、有効屈折率ｎeff
を選定でき、両者の導波モード有効屈折率の一致をはか
ることができる。
の光導波路１Ａ及び１Ｂに対して、異なる屈折率を有す
る第１及び第２のクラッド層２Ａ及び２Ｂを被着したの
で、これらクラッド層２Ａ及び２Ｂの材料の選定、すな
わちこれらの屈折率の選定によって、有効屈折率ｎeff
を選定でき、両者の導波モード有効屈折率の一致をはか
ることができる。
【００２９】因みに、プロトン交換によって形成した光
導波路において、そのプロトン交換後にアニールを行う
かことによって、アニールを行わない場合に比してその
有効屈折率ｎeff の低下が生ずる。この特性を利用し
て、前述したように、このアニールを行った光導波路部
分と行わない光導波路部分とにより断面積の異なる光導
波路部分間で導波モード屈折率の一致をはかることは可
能であるが、この場合両者の厚さは一義的に決まってし
まう。
導波路において、そのプロトン交換後にアニールを行う
かことによって、アニールを行わない場合に比してその
有効屈折率ｎeff の低下が生ずる。この特性を利用し
て、前述したように、このアニールを行った光導波路部
分と行わない光導波路部分とにより断面積の異なる光導
波路部分間で導波モード屈折率の一致をはかることは可
能であるが、この場合両者の厚さは一義的に決まってし
まう。
【００３０】一方、両光導波路部分１Ａ及び１Ｂに関し
て両者間の結合効率を高める上で、両者の、電界分布の
重なりをできるだけ広くすることが必要である。
て両者間の結合効率を高める上で、両者の、電界分布の
重なりをできるだけ広くすることが必要である。
【００３１】次に、これについて説明する。このため
に、基板３の屈折率と、クラッド層の屈折率及び光導波
路の屈折率と、光導波路内を伝搬する光の電界分布との
関係について述べる。
に、基板３の屈折率と、クラッド層の屈折率及び光導波
路の屈折率と、光導波路内を伝搬する光の電界分布との
関係について述べる。
【００３２】まず、光導波路１の屈折率が、基板３の屈
折率に比較的近い場合を考えると、光導波路１内を伝播
する光は、基板３側でその光の閉じ込めが弱くなるので
その電界分布は、基板３側にも多く滲み出す。
折率に比較的近い場合を考えると、光導波路１内を伝播
する光は、基板３側でその光の閉じ込めが弱くなるので
その電界分布は、基板３側にも多く滲み出す。
【００３３】つまりその電界分布の形状は、基板３側に
引っ張られるようになり、その電界分布のピーク位置も
基板側に移動することとなる。
引っ張られるようになり、その電界分布のピーク位置も
基板側に移動することとなる。
【００３４】またこの効果は、光導波路の屈折率とクラ
ッド層の屈折率との関係においても同様に成立する。
ッド層の屈折率との関係においても同様に成立する。
【００３５】従って、いま、仮にクラッド層２Ａ及び２
Ｂの各屈折率nca ，ncb が等しい場合をみると、この場
合の電界分布は図５中曲線ａ及びｂで示すように、光導
波路部分１Ａ及び１Ｂに関し、共に基板３側とクラッド
層側とに引かれる度合が同程度の電界分布状態となる。
Ｂの各屈折率nca ，ncb が等しい場合をみると、この場
合の電界分布は図５中曲線ａ及びｂで示すように、光導
波路部分１Ａ及び１Ｂに関し、共に基板３側とクラッド
層側とに引かれる度合が同程度の電界分布状態となる。
【００３６】従って、この場合は、図５で示されるよう
に、両光導波路部分１Ａ及び１Ｂの厚さｔa 及びｔ
b が、ｔa ＞ｔb のとき、各電界分布ａ及びｂのピーク
位置の光導波路表面からの距離 da 及び db は、 da ＞
db となって両者が一致せず、両電界分布ａ及びｂの重
なり合いが小さくなる。
に、両光導波路部分１Ａ及び１Ｂの厚さｔa 及びｔ
b が、ｔa ＞ｔb のとき、各電界分布ａ及びｂのピーク
位置の光導波路表面からの距離 da 及び db は、 da ＞
db となって両者が一致せず、両電界分布ａ及びｂの重
なり合いが小さくなる。
【００３７】これに対し本発明構成によれば、厚さを異
にする光導波路部分１Ａ及び１Ｂに対してこれの上のク
ラッド層２Ａ及び２Ｂに関してその屈折率が異なるクラ
ッド層を形成したことによって、これらクラッド層２Ａ
及び２Ｂの屈折率nca ，ncbを、その厚さが大の方の光
導波路部分１Ａ上のクラッド層２Ａの屈折率nca を、他
方のクラッド層２Ｂの屈折率ncb よりも大としたので、
つまりnc a ＞nc b としたので、光導波路部分２Ａにおい
ては、光導波路部分１Ｂに比較して、クラッド層２Ａの
屈折率が光導波路部分２Ａの屈折率に近づくことから、
その電界分布のピークは図３で示されるように、クラッ
ド層２Ａ側に引かれることとなり、光導波路部分１Ａに
おける電界分布のピーク位置の深さｄa が小となる方向
に移行する。
にする光導波路部分１Ａ及び１Ｂに対してこれの上のク
ラッド層２Ａ及び２Ｂに関してその屈折率が異なるクラ
ッド層を形成したことによって、これらクラッド層２Ａ
及び２Ｂの屈折率nca ，ncbを、その厚さが大の方の光
導波路部分１Ａ上のクラッド層２Ａの屈折率nca を、他
方のクラッド層２Ｂの屈折率ncb よりも大としたので、
つまりnc a ＞nc b としたので、光導波路部分２Ａにおい
ては、光導波路部分１Ｂに比較して、クラッド層２Ａの
屈折率が光導波路部分２Ａの屈折率に近づくことから、
その電界分布のピークは図３で示されるように、クラッ
ド層２Ａ側に引かれることとなり、光導波路部分１Ａに
おける電界分布のピーク位置の深さｄa が小となる方向
に移行する。
【００３８】つまり、第１及び第２のクラッド層２Ａ及
び２Ｂの屈折率を調整することによって、 da ＝ db を
満足させることができるようになる。
び２Ｂの屈折率を調整することによって、 da ＝ db を
満足させることができるようになる。
【００３９】そして、このように、 da ＝ db が満足さ
れ、両光導波路部分１Ａ及び１Ｂの各電界分布のピーク
位置が一致することによって両者の電界分布の重なりを
大きくすることでき、結合効率が高めるられることにな
る。
れ、両光導波路部分１Ａ及び１Ｂの各電界分布のピーク
位置が一致することによって両者の電界分布の重なりを
大きくすることでき、結合効率が高めるられることにな
る。
【００４０】次に本発明の光導波路装置の製法の一例を
図６〜図１２の各工程における斜視図を参照して説明す
る。
図６〜図１２の各工程における斜視図を参照して説明す
る。
【００４１】先ず、図６に示すように、例えばＬｉＮｂ
Ｏ3 、或いはＬｉＴａＯ3 からなる基板３上に、最終的
に得る上述の第１の光導波路部分１Ａの形成部に開口１
１ｗが形成されたプロトン交換処理のマスク１１を形成
する。このマスク１１の形成は、例えばフォトレジスト
の全面的塗布、露光、現像を行って、開口１１ｗの形成
部にフォトレジストを形成した後に、スパッタリング、
蒸着法等により、Ｔａ膜、Ａｕ膜を連続成膜し、その後
レジストを剥離（リフトオフ）することによ形成し得
る。
Ｏ3 、或いはＬｉＴａＯ3 からなる基板３上に、最終的
に得る上述の第１の光導波路部分１Ａの形成部に開口１
１ｗが形成されたプロトン交換処理のマスク１１を形成
する。このマスク１１の形成は、例えばフォトレジスト
の全面的塗布、露光、現像を行って、開口１１ｗの形成
部にフォトレジストを形成した後に、スパッタリング、
蒸着法等により、Ｔａ膜、Ａｕ膜を連続成膜し、その後
レジストを剥離（リフトオフ）することによ形成し得
る。
【００４２】ここで開口１１ｗの形状は、その外端から
内端に向かって先細の例えば３角形状にテーパ形状ある
いは緩やかな曲線とすることが望ましい。
内端に向かって先細の例えば３角形状にテーパ形状ある
いは緩やかな曲線とすることが望ましい。
【００４３】次に、図７に示すように、例えば１５０℃
程度から２５０℃程度に加熱された安息香酸，ピロ燐
酸，燐酸，ステアリン酸等の溶液中に数秒から数分間或
いは数時間浸してマスク１１の開口１１ｗを通じてプロ
トン交換を行ない、この部分の屈折率を高め、第１の光
導波路部分１Ａを作製する。
程度から２５０℃程度に加熱された安息香酸，ピロ燐
酸，燐酸，ステアリン酸等の溶液中に数秒から数分間或
いは数時間浸してマスク１１の開口１１ｗを通じてプロ
トン交換を行ない、この部分の屈折率を高め、第１の光
導波路部分１Ａを作製する。
【００４４】次に、このようにして形成された第１の光
導波路部分１Ａ上に、図８に示すように、例えばＴａ2
Ｏ 5等の第２のクラッド層２となる物質を、マスク１１
の開口１１ｗを通じて第１の光導波路部分１Ａ上に接し
て例えば全面的にスパッタリング、蒸着法等により成膜
する。なおこの際成膜する膜厚は、後のプロトン交換処
理時において多少エッチングされた場合においても0.15
μｍ程度あるいは0.2μｍ程度以上の厚さが残る膜厚に
成膜する。
導波路部分１Ａ上に、図８に示すように、例えばＴａ2
Ｏ 5等の第２のクラッド層２となる物質を、マスク１１
の開口１１ｗを通じて第１の光導波路部分１Ａ上に接し
て例えば全面的にスパッタリング、蒸着法等により成膜
する。なおこの際成膜する膜厚は、後のプロトン交換処
理時において多少エッチングされた場合においても0.15
μｍ程度あるいは0.2μｍ程度以上の厚さが残る膜厚に
成膜する。
【００４５】次に、図９に示すように、マスク１１を除
去する。すなわち先ず王水によってＡｕ膜をエッチング
除去し、次に水酸化カリウム, 水酸化ナトリウム等によ
ってＴａ膜をエッチング除去する。
去する。すなわち先ず王水によってＡｕ膜をエッチング
除去し、次に水酸化カリウム, 水酸化ナトリウム等によ
ってＴａ膜をエッチング除去する。
【００４６】このとき、クラッド層１Ａはこれが剥離せ
ず、そのまま存在する。
ず、そのまま存在する。
【００４７】次に、必要に応じて２５０℃程度から５０
０℃程度の加熱、すなわち光導波路のアニールを行う。
０℃程度の加熱、すなわち光導波路のアニールを行う。
【００４８】更に、第２の光導波路部分１Ｂを前述した
と同様にプロトン交換法によって形成する。このため前
述したと同様に、例えばリフトオフ法によって図１０に
示すように、最終的に第２の光導波路部分１Ｂの形成部
に開口１２ｗが形成されたプロトン交換処理のマスク１
２を作製する。
と同様にプロトン交換法によって形成する。このため前
述したと同様に、例えばリフトオフ法によって図１０に
示すように、最終的に第２の光導波路部分１Ｂの形成部
に開口１２ｗが形成されたプロトン交換処理のマスク１
２を作製する。
【００４９】次に、マスク１２の開口１２ｗを通じて前
述したと同様のプロトン交換処理を行って第２の光導波
路部分１Ｂを形成する。
述したと同様のプロトン交換処理を行って第２の光導波
路部分１Ｂを形成する。
【００５０】その後、上述したと同様の手順で図１１に
示すように、マスク１２を除去する。
示すように、マスク１２を除去する。
【００５１】その後、図１２に示すように、全面的に、
例えばＳｉＯ2 をスパッタリング、蒸着法等により成膜
して第１のクラッド層２Ａが形成されていない第２の光
導波路部分２Ｂ上に直接接触する第２のクラッド層２Ｂ
を形成する。
例えばＳｉＯ2 をスパッタリング、蒸着法等により成膜
して第１のクラッド層２Ａが形成されていない第２の光
導波路部分２Ｂ上に直接接触する第２のクラッド層２Ｂ
を形成する。
【００５２】つまり、この場合、第１の光導波路部分１
Ａ上では、第１のクラッド層２Ａが０．１５．μｍ程度
〜０．２μｍないしはそれ以上存在し、その上に第２の
クラッド層２Ｂが存在していることとなる。
Ａ上では、第１のクラッド層２Ａが０．１５．μｍ程度
〜０．２μｍないしはそれ以上存在し、その上に第２の
クラッド層２Ｂが存在していることとなる。
【００５３】またさらに光導波路１の伝搬光の入射端及
び出射端の研磨を行う。
び出射端の研磨を行う。
【００５４】このようにして、本発明による光導波路装
置を得る。
置を得る。
【００５５】しかしながら、本発明製法、本発明装置は
上述の例に限られるものではなく使用目的、使用態様に
応じて種々の変更を行うことができる。例えば、光導波
路１及びクラッド層は、上述の例におけるような、２部
分とするに限らず、３部分以上の構成とすることもでき
る。また、断面積を異ならしめる態様は、厚さ、幅の双
方もしくは一方とすることができる。
上述の例に限られるものではなく使用目的、使用態様に
応じて種々の変更を行うことができる。例えば、光導波
路１及びクラッド層は、上述の例におけるような、２部
分とするに限らず、３部分以上の構成とすることもでき
る。また、断面積を異ならしめる態様は、厚さ、幅の双
方もしくは一方とすることができる。
【００５６】
【発明の効果】上述したように、本発明構成によれば、
断面積の異なる２つ以上の光導波路部に屈折率の異なる
クラッド層を形成することにより、導波モード有効屈折
率の一致と、光導波路部分相互の電界分布の重なりを大
とすることができるので、光導波路部分間の結合効率を
大とすることができる。
断面積の異なる２つ以上の光導波路部に屈折率の異なる
クラッド層を形成することにより、導波モード有効屈折
率の一致と、光導波路部分相互の電界分布の重なりを大
とすることができるので、光導波路部分間の結合効率を
大とすることができる。
【００５７】また、各光導波路部分の断面積、例えばそ
の幅、厚さの選定の自由度が高くなることから、例えば
光導波路１の光入射端面、或いは光出射端面の形状の選
定の自由度が高められることから、使用態様に応じて、
これらの形状、寸法を最適状態に選定出来るので、光源
との位置合わせの簡易化、結合効率の向上等をはかるこ
とができ、更に、出射光のスポット形状の選定ができる
など多くの効果をもたらすことができる。
の幅、厚さの選定の自由度が高くなることから、例えば
光導波路１の光入射端面、或いは光出射端面の形状の選
定の自由度が高められることから、使用態様に応じて、
これらの形状、寸法を最適状態に選定出来るので、光源
との位置合わせの簡易化、結合効率の向上等をはかるこ
とができ、更に、出射光のスポット形状の選定ができる
など多くの効果をもたらすことができる。
【００５８】また、冒頭に述べたように、波長変換素
子、例えばＳＨＧにおいては、光導波路における光パワ
ー密度を大とすることが望ましく、このため波長変換機
能等を有する光導波路はその断面積を小とすることが望
ましく、かつその基本波光を効率良く入力させる必要が
あるが、その波長変換機能を奏する光導波路はその断面
積を充分小とし、基本波光源と結合させる入力端におい
ては、その断面積を大とすることができて結合効率の向
上をはかることができるので、光パワー密度を充分高め
ることができ、波長変換効率の高いＳＨＧ等の波長変換
装置を構成することができるものである。
子、例えばＳＨＧにおいては、光導波路における光パワ
ー密度を大とすることが望ましく、このため波長変換機
能等を有する光導波路はその断面積を小とすることが望
ましく、かつその基本波光を効率良く入力させる必要が
あるが、その波長変換機能を奏する光導波路はその断面
積を充分小とし、基本波光源と結合させる入力端におい
ては、その断面積を大とすることができて結合効率の向
上をはかることができるので、光パワー密度を充分高め
ることができ、波長変換効率の高いＳＨＧ等の波長変換
装置を構成することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の一例の断面図である。
【図２】本発明装置の一例の斜視図である。
【図３】本発明装置の一例の電界分布の説明図てある。
【図４】導波モード特性曲線図である。
【図５】比較例の電界分布の説明図である。
【図６】工程図である。
【図７】工程図である。
【図８】工程図である。
【図９】工程図である。
【図１０】工程図である。
【図１１】工程図である。
【図１２】工程図である。
１ 光導波路 １Ａ 光導波路部分 １Ｂ 光導波路部分 ２Ａ クラッド層 ２Ｂ クラッド層 ３ 基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/12 - 6/14 G02B 6/30
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも第１の光導波路部分と第２の
光導波路部分とを有し、上記第１の光導波路部分の断面
積が上記第２の光導波路部分に比し大とされた光導波路
が形成されて成る光導波路装置にあって、 上記第１の光導波路部分の表面に、上記第２の光導波路
部分のクラッド層に比し屈折率が大なるクラッド層が形
成されて成ることを特徴とする光導波路装置。 - 【請求項２】 光導波路が、 ＬｉＮｂX Ｔａ1-X Ｏ3 （０≦ｘ≦０） による強誘電体基板上に形成されたことを特徴とする請
求項１に記載の光導波路装置。 - 【請求項３】 上記第１の光導波路部分及び第２の光導
波路部分のうちの１つ以上が互いの結合側に向かって幅
方向、深さ方向のいずれか１方向あるいは２方向にテー
パ形状あるいは曲線形状とされて上記第１の光導波路部
分と上記第２の光導波路部分の結合部を互いに連続する
形状としたことを特徴とする請求項１または２に記載の
光導波路装置。 - 【請求項４】 上記第１の光導波路部分及び第２の光導
波路部分の１つ以上が、プロトン交換後にアニールを行
った光導波路であることを特徴とする請求項１、２また
は３に記載の光導波路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22754292A JP3198649B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 光導波路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22754292A JP3198649B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 光導波路装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0675131A JPH0675131A (ja) | 1994-03-18 |
| JP3198649B2 true JP3198649B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=16862538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22754292A Expired - Fee Related JP3198649B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 光導波路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3198649B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6333943B1 (en) * | 1995-06-02 | 2001-12-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical device, laser beam source, laser apparatus and method of producing optical device |
| JP2023176882A (ja) * | 2022-06-01 | 2023-12-13 | 国立大学法人九州大学 | 光学素子および光学素子の製造方法 |
-
1992
- 1992-08-26 JP JP22754292A patent/JP3198649B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0675131A (ja) | 1994-03-18 |
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