JP3292031B2 - Waveguide-type grating, method of manufacturing the same, optical filter and wavelength-division multiplexed optical transmission system using the waveguide-type grating - Google Patents

Waveguide-type grating, method of manufacturing the same, optical filter and wavelength-division multiplexed optical transmission system using the waveguide-type grating

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野、特に
波長分割多重伝送及び周波数分割多重伝送において重要
な部品である光合分波器、方向性結合器、光フィルタ等
を構成する石英系導波路グレーティング及びその製造方
法並びにこのグレーティングを用いた光フィルタ及び波
長多重光伝送システムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a quartz- based waveguide for forming an optical multiplexer / demultiplexer, a directional coupler, an optical filter, etc., which are important components in the field of optical communication, especially in wavelength division multiplex transmission and frequency division multiplex transmission. The present invention relates to a waveguide grating, a method of manufacturing the same, an optical filter using the grating, and a wavelength division multiplexing optical transmission system.

【0002】[0002]

【従来の技術】複数の情報を単一の光ファイバで効率良
く伝送するシステムとして、波長分割多重技術がある。
波長分割多重化技術は、光領域における新しい多重化方
式で、複数の信号をそれぞれ波長の異なる光信号に割り
当て(分割)、それらを多重して1本の光ファイバによ
り双方向に伝送するものである。送信側では、波長の異
なる光源からの光信号を光合分波器により結合させ、受
信側では光合分波器により各波長の光信号に分波し、こ
れを受光素子により電気信号に変換する。波長分割多重
伝送は、(1)大容量情報の伝送、(2)デジタルとア
ナログなど異種信号の同時伝送が可能、(3)単一ファ
イバでの双方向伝送が可能、等の利点があり、将来の大
容量通信技術として期待されている。この波長分割多重
方式に関しては、「光通信要覧」(編者:平山 博
他、科学新聞社、p.636、1984年発行)や「超
高速光スイッチング技術」(著者:神谷武志、培風館、
p.190、1993年発行)等に記載されている。
2. Description of the Related Art There is a wavelength division multiplexing technique as a system for efficiently transmitting a plurality of pieces of information over a single optical fiber.
Wavelength division multiplexing technology is a new multiplexing method in the optical domain, which assigns (divides) a plurality of signals to optical signals having different wavelengths, multiplexes them, and transmits the signals bidirectionally through a single optical fiber. is there. On the transmitting side, optical signals from light sources having different wavelengths are combined by an optical multiplexer / demultiplexer, and on the receiving side, the optical signals are demultiplexed into optical signals of each wavelength by an optical multiplexer / demultiplexer, and are converted into electric signals by a light receiving element. Wavelength division multiplex transmission has the advantages of (1) transmission of large-capacity information, (2) simultaneous transmission of heterogeneous signals such as digital and analog, and (3) bidirectional transmission over a single fiber. It is expected as a large capacity communication technology in the future. Regarding this wavelength division multiplexing method, see "Optical Communication Handbook" (editor: Hiroshi Hirayama)
Others, Kagaku Shimbun, p. 636, 1984) and "Ultrafast Optical Switching Technology" (author: Takeshi Kamiya, Baifukan,
p. 190, 1993).

【0003】[0003]

【0004】[0004]

【0005】[0005]

【0006】近年、光ファイバにエキシマレーザ光を照
射するとコアの屈折率が大きくなる光誘起屈折率変化現
象が発見され、この現象を利用して光ファイバにブラッ
ググレーティングを形成し、狭帯域反射フィルタ、分散
補償フィルタ、光フィルタ、応力・温度センサ等多くの
応用が検討されている。また、電子情報通信学会技術研
究報告OPE94−5、p.25や雑誌OPTONIC
SのVol.1、p.135(1995年)に、ファイ
バレーザあるいはファイバセンサなどが詳述されてい
る。
In recent years, a light-induced refractive index change phenomenon in which the refractive index of the core increases when an optical fiber is irradiated with excimer laser light has been discovered, and by utilizing this phenomenon, a Bragg grating is formed in the optical fiber to form a narrow-band reflection filter. Many applications are being studied, such as dispersion compensation filters, optical filters, and stress / temperature sensors. Also, IEICE Technical Report OPE94-5, p. 25 and the magazine OPTONIC
S Vol. 1, p. 135 (1995) details a fiber laser or fiber sensor.

【0007】光フィルタへの応用として、図14に示す
ような、マイケルソン干渉計をした狭帯域透過フィルタ
がある。図において、47及び48はポート、49は3
dBのファイバカプラ、50はグレーティングで、ファ
イバカプラ49のポート47とポート48に等価なブラ
ッググレーティング50を持ったマイケルソン干渉計を
した狭帯域透過フィルタである(OPTONICS、V
ol.1、p.135、1995年)。
As an application to an optical filter, there is a narrow band transmission filter using a Michelson interferometer as shown in FIG. In the figure, 47 and 48 are ports, 49 is 3
A dB fiber coupler, 50 is a grating, and is a narrow band transmission filter using a Michelson interferometer having a Bragg grating 50 equivalent to the ports 47 and 48 of the fiber coupler 49 (OPTONICS, V
ol. 1, p. 135, 1995).

【0008】しかし、ファイバカプラ49を使用した光
フィルタは、ファイバやマイケルソン干渉計の固定法や
余長ファイバの取り回し法等問題点が多く、実用的な波
長多重数の多い場合にはあまり適していない。一方、石
英製の光導波路を使用した光フィルタも報告されてい
る。
However, the optical filter using the fiber coupler 49 has many problems such as a method for fixing a fiber or a Michelson interferometer and a method for managing a surplus fiber, and is not suitable for a case where the number of practical wavelength multiplexes is large. Not. On the other hand, an optical filter using an optical waveguide made of quartz has also been reported.

【0009】図15は、波長選択性を持ったマッハツェ
ダー干渉型光フィルタを示す模式図である(OPTO
NICS、Vol.1、p.135、1995年)、
(Optics Letter、Vol.18、No.
12,p.953、1993年)、(IEEE Pho
tonics Technol.Lett.、Vol.
5、No.2、p.191、1993年)。図におい
て、導波路型光フィルタ51はマッハツェンダー干渉計
の2個の3dBカプラ49a、49b間に等価なグレー
ティング50を形成する。光導波路は、シリコン基板上
に、光が閉じこめられる屈折率の高いコア層とコア層を
取り囲む屈折率が低いクラッド層で構成され、半導体技
術を利用して作製するため、小型・集積化が可能で、量
産品や波長多重数の多い複雑な光フィルタの製造に適し
ている。しかし、大きな光誘起屈折率変化を得ることは
難しく、光照射前に高圧水素処理などを必要とする問題
点があった。
[0009] FIG. 15, Mach Tse with a wavelength-selective
Is a schematic diagram showing the emission Zehnder interference type optical filter (OPTO
NICS, Vol. 1, p. 135, 1995),
(Optics Letter, Vol. 18, No.
12, p. 953, 1993), (IEEE Pho
tonics Technology. Lett. Vol.
5, no. 2, p. 191, 1993). In the figure, a waveguide type optical filter 51 forms an equivalent grating 50 between two 3 dB couplers 49a and 49b of a Mach-Zehnder interferometer. The optical waveguide is composed of a high refractive index core layer that confines light and a low refractive index cladding layer surrounding the core layer on a silicon substrate, and is fabricated using semiconductor technology, enabling miniaturization and integration. Therefore, it is suitable for mass-produced products and manufacture of complex optical filters having a large number of wavelength multiplexes. However, it is difficult to obtain a large photoinduced refractive index change, and there is a problem that high pressure hydrogen treatment or the like is required before light irradiation.

【0010】上記図15に示した石英製の光導波路を作
製する方法は、火炎堆積法による。図16は火炎堆積法
を示す模式図で、図に示すように、アルゴンガスをキャ
リアガス導入口12から供給し、SiCl452、BC
353、PCl354、GeCl455の液体原料など
の出発原料を、水素ガス56を用いた酸水素バーナー5
7へ輸送し、火炎中にて加水分解して微粉末状のB、P
を含むSiO2を作製し、これをターンテーブル58上
の基板1へ吹き付けて堆積する。光導波路膜の厚み方向
の屈折率分布は、ガラスの組成制御によって形成され
る。すなわち、火炎堆積の当初はB、Pを含むSiO2
のみを吹き付け、下クラッド層を形成し、その後屈折率
に応じてGeを約10%前後ドープしてコア膜を形成す
る。ただし、SiO2の微粒子膜堆積後、1000から
1200℃の温度で透明化のための熱処理を行う必要が
ある。
[0010] The method of manufacturing the quartz optical waveguide shown in FIG. 15 is based on the flame deposition method. FIG. 16 is a schematic view showing a flame deposition method. As shown in the figure, argon gas is supplied from a carrier gas inlet 12 and SiCl 4 52, BC
Starting materials such as l 3 53, PCl 3 54, and GeCl 4 55 are used as oxy-hydrogen burners 5 using hydrogen gas 56.
7 and hydrolyzed in a flame to produce fine powder B, P
To prepare a SiO 2 containing, deposited by spraying it onto the substrate 1 on the turntable 58. The refractive index distribution in the thickness direction of the optical waveguide film is formed by controlling the composition of glass. That is, at the beginning of the flame deposition, SiO 2 containing B and P
Only to form a lower cladding layer, and then dope Ge by about 10% according to the refractive index to form a core film. However, after depositing the fine particle film of SiO 2 , it is necessary to perform a heat treatment for transparency at a temperature of 1000 to 1200 ° C.

【0011】透明化処理後、スパッタ法や蒸着法によ
り、コア膜上に金属クロム膜を形成し、写真製版法によ
り、所望の導波路パターンの金属クロム膜を作製する。
その後、RIE(反応性イオンエッチング)法によりコ
ア膜をエッチングして、金属クロム膜で覆われていない
コア膜を取り除き、所定の幅のコア層を形成する。その
後、再びB、Pを含みGeを含まないSiO2組成で、
火炎堆積法により微粒子を堆積し、高温熱処理して上ク
ラッド層を形成して光導波路を作製する。
After the transparency treatment, a metal chromium film is formed on the core film by a sputtering method or a vapor deposition method, and a metal chromium film having a desired waveguide pattern is formed by a photoengraving method.
Thereafter, the core film is etched by RIE (reactive ion etching) to remove the core film that is not covered with the metal chromium film, thereby forming a core layer having a predetermined width. Then, again with a SiO 2 composition containing B and P and not containing Ge,
Fine particles are deposited by a flame deposition method, and a high-temperature heat treatment is performed to form an upper cladding layer, thereby producing an optical waveguide.

【0012】上記のようにして作製した光導波路の一例
を示すと、屈折率は、クラッド層が1.4585、コア
層が1.4685であり、コア層とクラッド層の屈折率
差は、0.75%であった。導波路を作製する際のコア
サイズは、この屈折率差に関係し、0.75%の場合で
は、6μm×6μmの正方形がシングルモード光の伝搬
するコアサイズであった。このプロセスで作製した石英
製の光導波路の基本特性は、論文NTT、R&D(vo
l.40,No.2,p.199)によると伝搬損失
0.1dB/cm、比屈折率差0.75%、許容曲げ半
径5mmとなっている。この構成の石英製の導波路5
は、光通信で使用される石英製の光ファイバと同じ石英
系材料で形成されており、コアの大きさも光ファイバと
近いため、光導波路自体の損失や光導波路と光ファイバ
との接続損失などを極めて小さくできる利点を持ってい
る。
As an example of the optical waveguide produced as described above, the refractive index of the cladding layer is 1.4585, the refractive index of the core layer is 1.4885, and the refractive index difference between the core layer and the cladding layer is 0. 0.75%. The core size at the time of manufacturing the waveguide is related to this difference in the refractive index. In the case of 0.75%, a 6 μm × 6 μm square is the core size through which single mode light propagates. The basic characteristics of the optical waveguide made of quartz manufactured by this process are described in the paper NTT, R & D (vo
l. 40, no. 2, p. 199), the propagation loss is 0.1 dB / cm, the relative refractive index difference is 0.75%, and the allowable bending radius is 5 mm. Quartz waveguide 5 of this configuration
Is made of the same silica-based material as the quartz optical fiber used in optical communications, and the core size is close to that of the optical fiber, so the loss of the optical waveguide itself and the connection loss between the optical waveguide and the optical fiber Has the advantage of being extremely small.

【0013】上記のようなGeを含む光導波路のコア層
に強い紫外光(エキシマレーザ、KrF:波長248n
m)を照射すると、レーザ光が当たった部分の屈折率が
上昇する。上昇後の屈折率は、1.4692程度が得ら
れる。屈折率の上昇は、光誘起屈折率変化として、カナ
ダのK.O.Hillにより発見され、強い光エネルギ
ーにより作製されたカラーセンタで屈折率が変化する現
象である。
A strong ultraviolet light (excimer laser, KrF: wavelength 248 n) is applied to the core layer of the Ge-containing optical waveguide as described above.
When m) is irradiated, the refractive index of the portion irradiated with the laser beam increases. The refractive index after the rise is about 1.4692. The increase in refractive index is referred to as a photo-induced refractive index change, as described by K. K. of Canada. O. Hill is a phenomenon in which the refractive index changes in a color center created by strong light energy.

【0014】図17は、従来例における代表的なグレー
ティング作製法を示す模式図である。グレーティング作
製は、石英ガラス製の位相マスク59をクラッド層60
a、60cとコア層(導波路コア)60bからなる導波
路膜60上に置き、位相マスク59を介してエキシマレ
ーザ光61を照射する。位相マスク61は、A部の拡大
断面図62に示すように、表面にレリーフ状の回折格子
が形成されている。エキシマレーザ光61は、回折格子
の溝を導波路に対して直角方向になるように導波路膜6
0上に置いた位相マスク59で回折して、導波路コア6
9b上に−1次、0次、+1次の回折パターン(B部拡
大図)63を有するグレーティングを形成する。グレー
ティングの回折パターンは屈折率が高い方へ変化する。
エキシマレーザ光61の照射条件は、200mJ/cm
/pulseのエネルギー密度で、周波数60Hz、
照射時間30分で行った。グレーティングのブラッグ反
射波長は、次式(1)式で表される。
FIG. 17 is a schematic view showing a typical method of manufacturing a grating in a conventional example. To manufacture the grating, a phase mask 59 made of quartz glass is
a, 60 c and a core layer (waveguide core) 60 b are placed on a waveguide film 60, and an excimer laser beam 61 is irradiated via a phase mask 59. The phase mask 61 has a relief-shaped diffraction grating formed on the surface thereof, as shown in an enlarged sectional view 62 of a portion A. The excimer laser light 61 is applied to the waveguide film 6 so that the grooves of the diffraction grating are perpendicular to the waveguide.
Diffracted by the phase mask 59 placed on the waveguide core 6
A grating having a −1st order, 0th order, and + 1st order diffraction pattern (B part enlarged view) 63 is formed on 9b. The diffraction pattern of the grating changes to a higher refractive index.
The irradiation condition of the excimer laser beam 61 is 200 mJ / cm
2 / pulse energy density, frequency 60Hz,
The irradiation time was 30 minutes. The Bragg reflection wavelength of the grating is expressed by the following equation (1).

【0015】λB=2nP……(1) ここで、λBはブラッグ波長、nは伝搬モードに対する
実効屈折率、Pはグレーティングピッチを表す。
Λ B = 2nP (1) where λ B is the Bragg wavelength, n is the effective refractive index for the propagation mode, and P is the grating pitch.

【0016】また、グレーティングの反射率は、次式
(2)で表される。
The reflectance of the grating is expressed by the following equation (2).

【0017】 RB=tanh(πLΔn/λB)……(2) ここで、Lはグレーティング長、Δnは屈折率の変調幅
を表す。
R B = tanh (πLΔn / λ B ) (2) where L represents the grating length and Δn represents the modulation width of the refractive index.

【0018】図18は、上記のような作製法による代表
的なグレーティングの反射スペクトルを示す。横軸は、
波長(nm)、縦軸は光強度(dB)を示す。グレーテ
ィング長1mmの時、得られたグレーティングの反射特
性は、ブラッグ波長1530.8nm、反射率8%であ
った。
FIG. 18 shows a reflection spectrum of a typical grating formed by the above-described manufacturing method. The horizontal axis is
The wavelength (nm) and the vertical axis indicate light intensity (dB). When the grating length was 1 mm, the reflection characteristics of the obtained grating were a Bragg wavelength of 1530.8 nm and a reflectivity of 8%.

【0019】光誘起屈折率変化のメカニズムは、例え
ば、電子情報通信学会技術研究報告OPE94−5、
p.25にあるように、以下のように説明される。
The mechanism of the photoinduced refractive index change is described in, for example, IEICE Technical Report OPE94-5,
p. As described at 25, it is described as follows.

【0020】Geを添加したガラスの酸素欠陥として生
じるGe−Si結合の吸収帯が、Ge添加ガラス中に存
在する。この結合が紫外光のエネルギーで切断され、結
合していた電子が解放される。この解放された電子が、
再びGe原子に捕獲されて、新しい吸収帯(カラーセン
タ)を形成し、吸収スペクトルが変化する。この吸収ス
ペクトルの変化により、クラマースクローニッヒの関係
を通して屈折率変化が生じる。また、Ge原子に捕獲さ
れた電子間では、双極子モーメントが形成される。この
双極子モーメントが、光電場の軸に沿って配向しガラス
内に直流電場が形成されるため、電気光学効果によって
も屈折率変化が生じる。Geを添加したコア層での光誘
起屈折率変化は、この吸収スペクトルの変化や電気光学
効果によるものである。従って、屈折率変化量は、ガラ
ス材料中のGeの量と酸素欠損量に依存する。大きな屈
折率変化を得るためには、高濃度のGeを添加するこ
と、酸素欠陥量を増やすことによって実現できると考え
られる。
An absorption band of a Ge—Si bond generated as an oxygen vacancy of the glass to which Ge is added exists in the glass to which Ge is added. This bond is broken by the energy of ultraviolet light, and the bound electron is released. This released electron is
Once again captured by Ge atoms, a new absorption band (color center) is formed, and the absorption spectrum changes. This change in the absorption spectrum causes a change in the refractive index through the Kramers-Kronig relationship. In addition, a dipole moment is formed between electrons captured by Ge atoms. Since the dipole moment is oriented along the axis of the optical electric field and a DC electric field is formed in the glass, a change in the refractive index also occurs due to the electro-optic effect. The photoinduced refractive index change in the core layer to which Ge is added is due to the change in the absorption spectrum and the electro-optic effect. Therefore, the amount of change in the refractive index depends on the amount of Ge in the glass material and the amount of oxygen deficiency. It is considered that a large change in the refractive index can be realized by adding a high concentration of Ge and increasing the amount of oxygen defects.

【0021】また、水素分子をコア層60b中に拡散さ
せることにより、エキシマレーザのエネルギーで水素分
子を解離させコア層60b中のGe、Si原子と新たな
Ge-H、Ge−OH、Si−OHやSi−H結合など
を作り、屈折率を変化させることができる。
Further, by diffusing the hydrogen molecules into the core layer 60b, the hydrogen molecules are dissociated by the energy of the excimer laser, and Ge and Si atoms in the core layer 60b and new Ge-H, Ge-OH, Si- OH or Si-H bonds can be formed to change the refractive index.

【0022】グレーティングを形成する前に、140気
圧の高圧水素(H ガス中で1週間程度、室温で処理
を行い、処理後直ちに、図17のように、エキシマレー
ザ(波長248nm)を位相マスクを介して照射する
と、上記高圧水素処理により、光誘起屈折率変化は、無
処理に比べて10倍以上大きくなる。
Before forming the grating, the substrate is treated in a high-pressure hydrogen (H 2 ) gas at 140 atm for about one week at room temperature. Immediately after the treatment, an excimer laser (wavelength: 248 nm) is phased as shown in FIG. When irradiated through a mask, the high-pressure hydrogen treatment causes the photo-induced refractive index change to be at least 10 times larger than that of no treatment.

【0023】しかし、OH基の生成は、光通信で使用す
る1.5μm帯での吸収につながるため、導波路の伝搬
損失は増加する。20mm長の導波路に5mmのグレー
ティングを高圧処理して作製した場合、約1〜3dBの
伝搬損失が増加する。
However, since the generation of OH groups leads to absorption in the 1.5 μm band used in optical communication, the propagation loss of the waveguide increases. When a 5 mm grating is manufactured by applying a high pressure treatment to a 20 mm long waveguide, a propagation loss of about 1 to 3 dB increases.

【0024】また、上記高圧水素処理に代えて、140
気圧の高圧重水素ガス(D 中で1週間程度、室温で
処理を行い、重水素分子を導波路コア17b中に拡散さ
せ、エキシマレーザのエネルギーで重水素分子を解離さ
せてGe、Si原子と新たなGe−D、Ge−OD、S
i−ODやSi−D結合などを作り、屈折率を変化させ
ることにより、光誘起屈折率変化は、無処理に比べて1
0倍以上大きくできる。OD基の生成は、OH基の場合
と吸収波長帯が異なるため、光通信で使用する1.5μ
m帯での導波路の伝搬損失はあまり変化しない。
In place of the high-pressure hydrogen treatment, 140
Treatment is performed at room temperature for about one week in high-pressure deuterium gas (D 2 ) at atmospheric pressure to diffuse deuterium molecules into the waveguide core 17b, and dissociate the deuterium molecules with the energy of the excimer laser to make Ge, Si Atoms and new Ge-D, Ge-OD, S
By making an i-OD or Si-D bond and changing the refractive index, the light-induced refractive index change is 1
It can be made 0 times or more. The generation of the OD group is different from that of the OH group in the absorption wavelength band.
The propagation loss of the waveguide in the m band does not change much.

【0025】しかし、100気圧で数日〜数週間という
長い高圧重水素処理を必要とするため、製造コストも高
く、デバイスサイズが大きくなった場合、高圧処理を行
う耐圧容器の調達も難しい。
However, since a high-pressure deuterium treatment at 100 atm and a long period of several days to several weeks is required, the production cost is high, and when the device size becomes large, it is difficult to procure a pressure-resistant container for performing the high-pressure treatment.

【0026】また、水素分子のコア層60b中への拡散
を熱により加速して、処理時間の短縮を目指し、グレー
ティングを形成する前に、水素ガスを毎分3リットル流
しながら、400℃の温度での熱処理を18時間行うこ
とによって、光誘起屈折率変化は約8倍程大きくでき
る。
Further, the diffusion of hydrogen molecules into the core layer 60b is accelerated by heat to shorten the processing time. Before forming the grating, a hydrogen gas is supplied at a rate of 400 ° C. while flowing 3 liters per minute. , The photo-induced refractive index change can be increased about eight times.

【0027】しかし、熱処理による屈折率変化の制御は
難しく、同じ屈折率を持つデバイスを再現性よく作製す
るのは難しく、導波路の損失も大きい。20mm長の導
波路に5mmのグレーティングを高温水素処理を行っ
て、作製した場合、約2〜4dBの伝搬損失増加が発生
する。また、処理温度が高い場合、コア層60b中の元
素が還元され、導波路の特性も変化する問題点もある。
However, it is difficult to control the change in the refractive index due to the heat treatment, it is difficult to produce a device having the same refractive index with good reproducibility, and the loss of the waveguide is large. When a 5 mm grating is manufactured by performing a high temperature hydrogen treatment on a 20 mm long waveguide, a propagation loss of about 2 to 4 dB occurs. Further, when the processing temperature is high, there is a problem that the elements in the core layer 60b are reduced and the characteristics of the waveguide are changed.

【0028】また、Geの添加量を50%と大きくする
ことによって、コア層60bの屈折率を大きくすること
ができる。10%のGe添加では、屈折率は、1.46
70程度であるが、50%添加すると1.500程度に
なる。これにより、クラッド層の屈折率(1.4585
程度)との差は、3%と大きくなり、コア層60bでの
光の閉じ込めが強くなり、曲線部分の曲率を大きくする
ことができる。
The refractive index of the core layer 60b can be increased by increasing the addition amount of Ge to 50%. With 10% Ge addition, the refractive index is 1.46.
It is about 70, but it becomes about 1.500 when 50% is added. Thereby, the refractive index of the cladding layer (1.4585)
The difference between the two is about 3%, and the confinement of light in the core layer 60b is increased, and the curvature of the curved portion can be increased.

【0029】しかし、シングルモード伝搬の導波路を得
るためには、コア層60bのコアサイズを3〜4μm角
程度に小さくする必要がある。Geの添加量を大きくす
る方法では、導波路自体の伝搬損失は、20mm長で1
dB以下と小さいが、導波路コアの寸法が小さいため、
光ファイバとの結合が難しく、導波路とファイバとの結
合損失が4dBと大きくなる。
However, in order to obtain a waveguide of single mode propagation, it is necessary to reduce the core size of the core layer 60b to about 3 to 4 μm square. In the method of increasing the amount of Ge added, the propagation loss of the waveguide itself is 1 mm for a length of 20 mm.
dB or less, but due to the small size of the waveguide core,
Coupling with an optical fiber is difficult, and the coupling loss between the waveguide and the fiber is as large as 4 dB.

【0030】RIE法により、コア層60bをエッチン
グで薄くしコア層60bの上部と下部を露出させ、コア
層上部と下部の屈折率を測定すると、コア層上部の屈折
率は、1.4683、下部のコア層は、1.4682と
ほぼ同じ屈折率であるが、別に、コア層60bを6μm
成膜した試料にクラッド層を形成し、その後、弱い紫外
光(エキシマレーザ、KrF:波長248nm、エネル
ギー密度:2mJ/cm2/pulse、10分)を照
射し、エキシマレーザ照射後、RIE法により、上クラ
ッド層をエッチングで薄くし、コア層の上部と下部の屈
折率を測定すると、コア層上部の屈折率は、1.469
1、コア層下部では、1.4685と屈折率変化に差が
生じていることが分かる。すなわち、弱い紫外光による
光誘起屈折率変化では、コア層の屈折率を均一に変化さ
せるにはエネルギーが不十分であることが分かる。
The core layer 60b is thinned by etching by RIE to expose the upper and lower portions of the core layer 60b, and the refractive indices of the upper and lower portions of the core layer are measured. The lower core layer has substantially the same refractive index as 1.4682, but separately has a core layer 60b of 6 μm
A clad layer is formed on the formed sample, and then irradiated with weak ultraviolet light (excimer laser, KrF: wavelength 248 nm, energy density: 2 mJ / cm 2 / pulse, 10 minutes). When the upper clad layer was thinned by etching and the refractive indexes of the upper and lower portions of the core layer were measured, the refractive index of the upper portion of the core layer was 1.469.
1. In the lower part of the core layer, it can be seen that there is a difference in refractive index change from 1.4687. That is, it can be understood that the energy is not enough to change the refractive index of the core layer uniformly in the light-induced refractive index change due to weak ultraviolet light.

【0031】次に、従来技術による波長多重システムに
ついて説明する。海底系システムでは、1方向から来た
光ケーブルを2方向に分岐する光分岐回路が必要とされ
てきた。これまでの光分岐回路は、行き先別に2芯線の
光ケーブルを持つものが用いられてきたが、この2芯線
の光ケーブルでは、上がり回線と下り回線を含めて4芯
線が必要となり、光ケーブルの重量化、高コスト化を招
いてきた。これに対し、WDM技術を使用すれば芯線数
を半分にできることが、大山昇、他著「光海底ケーブル
通信」(KEP, pp.141−151, 1991
年)に述べられている。
Next, a conventional wavelength multiplexing system will be described. In a submarine system, an optical branch circuit that branches an optical cable coming from one direction into two directions has been required. Until now, optical branch circuits having a two-core optical cable for each destination have been used. However, this two-core optical cable requires a four-core line including an up line and a down line. This has led to higher costs. On the other hand, the fact that the number of core wires can be reduced to half by using the WDM technology is described in Noboru Oyama, et al., "Optical Submarine Cable Communication" (KEP, pp. 141-151, 1991).
Year).

【0032】図19はWDM技術を用いた光分岐回路で
ある。ここで、64は光分岐回路、65a、65b、6
5cは波長を分離する光フィルタ、66a、66b、6
6cは波長を合波する光フィルタである。例えば、ケー
ブルAから入射した波長λ とλは、光フィルタ65
aで分離され、λ は光フィルタ66cを経由してケー
ブルCへ、λ は、光フィルタ66bを経由してケーブ
ルBへと進む。一方、ケーブルBから入射した波長λ
とλ は、光フィルタ65bで分離され、λ は光フィ
ルタ66aを経由してケーブルAへ、λ は、光フィル
タ66cを経由してケーブルCへと進む。このように、
2つの異なる波長を使用すれば、2方向への光ケーブル
の分岐が可能となる。
FIG. 19 shows an optical branching circuit using the WDM technique. Here, 64 is an optical branching circuit, 65a, 65b, 6
5c is an optical filter for separating wavelengths, 66a, 66b, 6
An optical filter 6c multiplexes wavelengths. For example, the wavelengths λ 1 and λ 2 incident from the cable A are
λ 1 goes to the cable C via the optical filter 66c, and λ 2 goes to the cable B via the optical filter 66b. On the other hand, the wavelength λ 1
And λ 2 are separated by an optical filter 65b, λ 1 goes to the cable A via the optical filter 66a, and λ 2 goes to the cable C via the optical filter 66c. Thus ,
The use of two different wavelengths allows for branching of the optical cable in two directions.

【0033】光分岐回路64で重要な働きをする光フィ
ルタ65a、65b、65cは、図20に示す誘電体多
層膜フィルタが従来から広く用いられてきた。図20に
おいて、端子68から入射するWDM光は、レンズ67
aでコリメートされて誘電体多層膜69に到達する。誘
電体多層膜69は、例えば波長λ を反射し、それ以外
の波長λ を透過するように設計される。反射した波長
λ は、レンズ67bで集光されて端子70に出射し、
端子70に接続された受信器71bに出力される。一
方、波長λ 、送信器72a、端子73、レンズ67
c、誘電体多層膜69を透過して端子68に出力され
る。
As the optical filters 65a, 65b and 65c which play an important role in the optical branch circuit 64, the dielectric multilayer filter shown in FIG. 20 has been widely used. In FIG. 20, the WDM light incident from the terminal 68 is
The light is collimated by a and reaches the dielectric multilayer film 69. The dielectric multilayer film 69, for example to reflect wavelengths lambda 1, is designed to transmit the wavelength lambda 5 otherwise. Reflected wavelength
λ 1 is condensed by the lens 67 b and emitted to the terminal 70,
The signal is output to the receiver 71b connected to the terminal 70. On the other hand, the wavelength λ 5 is transmitted by the transmitter 72 a, the terminal 73, and the lens 67.
c, The light passes through the dielectric multilayer film 69 and is output to the terminal 68.

【0034】リング型ネットワークの従来例として、例
えば、M.J.Chawki、V.Tholey、et
c、「Wavelength reuse schem
ein a WDM unidirectional
ring networkusing a prope
r fober grating add/drop
multiplexer」(Electron Let
ters,vol.31,No. 6,p.476−4
77,1995)に掲載されたWDMによる分岐挿入多
重(Add/Drop Multiplexer:AD
M)ネットワークがある。ADMとは、自局宛の信号を
分岐(Drop)すると共に、自局から多局へ宛てた信
号を挿入(Add)する多重分岐装置である。リング状
の光ファイバで接続された1つのネットワークが光クロ
スコネクト装置を介して、他のネットワークへ接続され
る。例えば、局1には、固有の波長λ が割り当てられ
る。局1に到達したWDM信号の内、光フィルタにより
波長λ のみが分岐され受信器で受信される。一方、局
1の送信機から発信される光信号も波長λ を使用でき
る。そのため、波長により、どの局宛ての信号であるか
を識別できる。このリング型ネットワークにおいても、
重要な働きをするのが光フィルタである。図21に、提
案されている光フィルタを示す。
As a conventional example of a ring network, for example, M.I. J. Chawki, V .; Tholey, et
c, "Wavelength reuse scheme"
ein a WDM undirectional
ring networking a prop
r fobber grating add / drop
multiplexer "(Electron Let
ters, vol. 31, No. 6, p. 476-4
77, 1995). Add / Drop Multiplexer: AD by WDM
M) There is a network. The ADM is a multiplexing / branching device that drops (Add) a signal addressed to its own station and inserts (Add) a signal addressed to its own station to multiple stations. One network connected by a ring-shaped optical fiber is connected to another network via an optical cross-connect device. For example, station 1 is assigned a unique wavelength λ 1 . Of the WDM signal arriving on the station 1, only the wavelength lambda 1 is received by the branch receiver by an optical filter. On the other hand, the optical signal transmitted from the station 1 transmitter can also use the wavelength lambda 1. Therefore, it is possible to identify to which station the signal is addressed by the wavelength. In this ring network,
An important function is the optical filter. FIG. 21 shows a proposed optical filter.

【0035】図21において、220a、220bはフ
ァイバグレーティング、222a及び222bは2×2
の3dBカプラ、203bは光送信機、204bは光受
信器を示す。221a、221bは屈折率調整部、22
3a、223bは3dBカプラ222aの前段の端子、
223c、223dは3dBカプラ222aの後段の端
子、224a、224bは3dBカプラ222bの前段
の端子、224c、224dは3dBカプラ222bの
後段の端子である。ここでは、ファイバグレーティング
220a、220bのブラッグ波長(反射波の波長)を
λ 設定する。ファイバグレーティング220a、2
20bは、それ単体では、単なる波長選択性の反射器と
してしか機能しないが、前段に3dBカプラ222aを
接続すれば、端子223aから入射したWDM光のう
ち、λ のみがファイバグレーティング220a、22
0bで反射され、3dBカプラの端子223bから取り
出すことができる。
In FIG. 21, 220a and 220b are fiber gratings, and 222a and 222b are 2 × 2.
, A reference numeral 203b denotes an optical transmitter, and reference numeral 204b denotes an optical receiver. Reference numerals 221a and 221b denote a refractive index adjustment unit;
3a and 223b are terminals at the previous stage of the 3dB coupler 222a,
223c and 223d are terminals at the subsequent stage of the 3dB coupler 222a, 224a and 224b are terminals at the previous stage of the 3dB coupler 222b, and 224c and 224d are terminals at the subsequent stage of the 3dB coupler 222b. Here, the Bragg wavelengths (wavelengths of reflected waves) of the fiber gratings 220a and 220b are
It is set to λ 5. Fiber grating 220a, 2
20b, in which alone does not function only as a reflector merely wavelength selectivity, by connecting the 3dB coupler 222a in front, of the WDM light incident from the terminal 223a, only the lambda 5 is the fiber grating 220a, 22
The light is reflected at 0b and can be extracted from the terminal 223b of the 3 dB coupler.

【0036】端子223aから入射した光は、2分され
て端子223c、223dに出力され、それぞれ、ファ
イバグレーティング220a、220bによって反射さ
れ、3dBカプラ222aに戻ってくる。端子223a
から端子223aへ戻る場合は、端子223a、端子2
23c、ファイバグレーティング220a(反射)、端
子223c、端子223aの第1のルートを辿った光と
端子223a、端子223d、ファイバグレーティング
220b(反射)、端子223d、端子223aの第2
のルートを辿った光が合成されて端子223aから出力
される。3dBカプラは、通過光と結合光でπ/2の位
相差が生じる。位相差を通過光で0、結合光でπ/2と
考えると、第1のルートの端子223a、端子223c
と端子223c、端子223aは通過光、第2のルート
の端子223a、端子223d(π/2)と端子223
d、端子223a(π/2)は結合光で、トータルの位
相差はπ/2+π/2(=π)となる。そのため、第1
のルート光と第2のルート光は、逆相になり、干渉で打
ち消される。
The light incident from the terminal 223a is split into two and output to the terminals 223c and 223d, reflected by the fiber gratings 220a and 220b, respectively, and returned to the 3dB coupler 222a. Terminal 223a
To return to the terminal 223a from the terminal 223a and the terminal 2
23c, fiber grating 220a (reflection), terminal 223c, light following the first route of terminal 223a, terminal 223a, terminal 223d, fiber grating 220b (reflection), terminal 223d, second of terminal 223a.
Are combined and output from the terminal 223a. In the 3 dB coupler, a phase difference of π / 2 occurs between the transmitted light and the combined light. Assuming that the phase difference is 0 for transmitted light and π / 2 for coupled light, the terminals 223a and 223c of the first route
Terminal 223c and terminal 223a are transmitted light, terminal 223a of the second route, terminal 223d (π / 2) and terminal 223
d, the terminal 223a (π / 2) is the coupled light, and the total phase difference is π / 2 + π / 2 (= π). Therefore, the first
And the second route light have opposite phases and are canceled by interference.

【0037】端子223aから端子223bに戻る場合
は、端子223a、端子223c、ファイバグレーティ
ング220a(反射)、端子223c、端子223bの
第1のルートを辿った光と端子223a、端子223
d、ファイバグレーティング220b(反射)、端子2
23d、端子223bの第2のルートを辿った光が合成
されて端子223bから出力される。第1のルートの端
子223a、端子223cは通過光で端子223c、端
子223aは結合光(π/2)、第2のルートの端子2
23a、端子223dは結合光で、端子223d、端子
223b(π/2)は通過光で、第1、2共に位相差は
π/2となり、同相の結果、干渉で強め合い、端子22
3dから出力する。
When returning from the terminal 223a to the terminal 223b, the light following the first route of the terminal 223a, the terminal 223c, the fiber grating 220a (reflection), the terminal 223c, the terminal 223b, the terminal 223a, and the terminal 223
d, fiber grating 220b (reflection), terminal 2
Light that has followed the second route of 23d and terminal 223b is combined and output from terminal 223b. Terminals 223a and 223c of the first route are terminals 223c and 223a that are transmitted light and coupled light (π / 2), and a terminal 2 of the second route.
The terminal 23a and the terminal 223d are coupled light, the terminal 223d and the terminal 223b (π / 2) are transmitted light, and the phase difference is π / 2 for both the first and second terminals.
Output from 3d.

【0038】波長λ 以外の波長は、3dBカプラ22
0bに到達する。端子223aから端子224cに出射
する場合は、端子223a、端子223c、ファイバグ
レーティング220b(透過)、端子224a、端子2
24cの第1のルートと端子223a、端子223d、
ファイバグレーティング220b(透過)、端子224
b、端子224cの第2のルートの光が合成されて端子
224cから出力される。第1のルートの端子223
a、端子223cと端子224a、端子224cは通過
光、第2のルートの端子223a、端子223dと端子
224b、端子224cは結合光でトータルの位相差は
π/2+π/2(=π)となる。そのため、第1のルー
ト光と第2のルート光は、逆相になり、干渉で打ち消さ
れる。
The wavelengths other than the wavelength λ 5 are
0b is reached. When the light is emitted from the terminal 223a to the terminal 224c, the terminal 223a, the terminal 223c, the fiber grating 220b (transmission), the terminal 224a, the terminal 2
24c, a first route and terminals 223a, 223d,
Fiber grating 220b (transmission), terminal 224
b, light of the second route of the terminal 224c is combined and output from the terminal 224c. Terminal 223 of the first route
a, the terminal 223c and the terminal 224a, the terminal 224c is the passing light, the terminal 223a of the second route, the terminal 223d and the terminal 224b, and the terminal 224c are the coupling light, and the total phase difference is π / 2 + π / 2 (= π). . Therefore, the first route light and the second route light have opposite phases and are canceled by interference.

【0039】端子223aから端子224dに出力する
場合は、端子223a、端子223c、ファイバグレー
ティング220a(通過)、端子224a、端子224
dの第1のルートを辿った光と端子223a、端子22
3d、ファイバグレーティング220b(通過)、端子
224b、端子224dの第2のルートを辿った光が合
成されて端子224dから出力される。第1のルートの
端子223a、端子223cは通過光で端子224a、
端子224dは結合光(π/2)、第2のルートの端子
223a、端子223dは結合光で、端子224b、端
子224d(π/2)は通過光で、第1、2共に位相差
はπ/2となり、同相の結果、干渉で強め合い、端子2
24dから出力する。
When output from the terminal 223a to the terminal 224d, the terminal 223a, the terminal 223c, the fiber grating 220a (pass), the terminal 224a, the terminal 224
d, the light following the first route and the terminals 223a and 22
3d, the fiber grating 220b (passing), the light following the second route of the terminal 224b, and the terminal 224d are combined and output from the terminal 224d. Terminals 223a and 223c of the first route are terminals 224a and 224a by passing light.
The terminal 224d is coupled light (π / 2), the terminals 223a and 223d of the second route are coupled light, the terminals 224b and 224d (π / 2) are transmitted light, and the phase difference of both the first and second is π. / 2, and as a result of in-phase, constructive by interference, terminal 2
Output from 24d.

【0040】挿入すべき波長λ の信号は、端子224
cに接続した光送信機203bから送信され端子224
dに出力される。この動作は、端子223aから入射し
た波長λ の信号が端子223bに出力されたのと同じ
である。また、屈折率調整部221aは3dBカプラ2
22aから各ファイバグレーティング220a、220
bまでの光路長を同じにするように屈折率を調整するも
のである。同様に、屈折率調整部221bは3dBカプ
ラ222bから各ファイバグレーティング220a、2
20bまでの光路長を同じにするように屈折率を調整す
るものである。屈折率調整部221bは、ファイバグレ
ーティングを作製する方法と同様に紫外光を照射して屈
折率を変化させる。この技術については、特開平4−2
98702号公報に述べられている。
The signal of wavelength λ 5 to be inserted is supplied to terminal 224.
c transmitted from the optical transmitter 203b connected to terminal c.
d. This operation is the same as the signal wavelength lambda 5 entering from the terminal 223a is outputted to the terminal 223b. The refractive index adjusting unit 221a is a 3 dB coupler 2
22a to each fiber grating 220a, 220
The refractive index is adjusted so that the optical path length up to b is the same. Similarly, the refractive index adjuster 221b sends the 3 dB coupler 222b to each of the fiber gratings 220a,
The refractive index is adjusted so that the optical path length up to 20b is the same. The refractive index adjusting unit 221b changes the refractive index by irradiating ultraviolet light in the same manner as in the method of manufacturing a fiber grating. This technology is disclosed in
98702.

【0041】[0041]

【発明が解決しようとする課題】導波路型グレーティン
グの性能を左右する反射率は、屈折率変化の大きさに関
係し、屈折率変化が大きいほど、反射率も大きくなり、
光フィルタの帯域も広がる。この屈折率変化は、石英製
のコア層60b中のGeとSiの結合量に関係する。
The reflectivity that affects the performance of the waveguide grating is related to the magnitude of the change in the refractive index. The greater the change in the refractive index, the greater the reflectivity.
The band of the optical filter also widens. This change in the refractive index relates to the amount of Ge and Si bonded in the core layer 60b made of quartz .

【0042】屈折率変化量を大きくするため、上記説明
のように、高圧水素処理や高温水素処理を施し、OH基
やOD基を導入して屈折率変化を大きくする。しかし、
高圧の水素処理や高温水素処理では、伝搬損失が増加し
たり、導波路の特性が変化したり、処理時間の長さ、ガ
スの値段等の問題がある。また、Geの添加量を増やす
方法では、コア層60bのサイズが小さくなり、光導波
路とファイバの結合損失が大きくなるといった問題点が
ある。
In order to increase the amount of change in the refractive index, as described above, high-pressure hydrogen treatment or high-temperature hydrogen treatment is performed, and an OH group or an OD group is introduced to increase the change in the refractive index. But,
High-pressure and high-temperature hydrogen treatment increases the propagation loss.
And the characteristics of the waveguide are changed, and there are problems such as the length of processing time and the price of gas. In addition, the method of increasing the amount of Ge added has a problem that the size of the core layer 60b is reduced and the coupling loss between the optical waveguide and the fiber is increased.

【0043】また、光を照射して屈折率を変化させる
際、照射光のエネルギーが弱いとコア層60bの深さ方
向又は面内に屈折率分布が発生する問題点がある。この
問題の原因は、照射光のエネルギー不足により、酸素欠
陥やGe−Siの結合量は十分でも屈折率変化が均一に
生じない為である。光導波路に屈折率分布が生じると導
波路型グレーティングを用いた光フィルタの特徴である
波長遮断特性が劣化し、帯域が広がるという問題点があ
る。
When the refractive index is changed by irradiating the light, if the energy of the irradiating light is weak, there is a problem that a refractive index distribution occurs in the depth direction or in the plane of the core layer 60b. The cause of this problem is that due to insufficient energy of the irradiation light, even if the oxygen vacancy or the amount of Ge—Si bonded is sufficient, the change in the refractive index does not occur uniformly. When the refractive index distribution occurs in the optical waveguide, there is a problem that the wavelength cutoff characteristic, which is a feature of the optical filter using the waveguide grating, is deteriorated and the band is widened.

【0044】[0044]

【0045】[0045]

【0046】[0046]

【0047】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、コア層の深さ方向又は面内に屈折
率分布が発生することが防止され、屈折率変化が均一で
ある導波路型グレーティング及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。 また、波長遮断特性の劣化が防止
された高性能な光フィルタと、高性能な波長多重光伝送
システムを提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is intended that the core layer be bent in the depth direction or in the plane.
Index distribution is prevented from occurring, and the refractive index change is uniform.
Provided is a waveguide-type grating and a method for manufacturing the same.
The porpose is to do. Also prevents deterioration of wavelength cutoff characteristics
High-performance optical filter and high-performance WDM optical transmission
The purpose is to provide a system .

【0048】[0048]

【0049】[0049]

【0050】[0050]

【0051】[0051]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
基板、この基板上に、主成分をSiO2としてGe、T
i、B、P、Tnの少なくとも1つ以上のドープ元素を
含有した石英を、CVD(化学気相成膜)法で成膜し、
所定の導波路幅に形成してなるコア層と、このコア層を
取り囲み、主成分がSiO2の石英を、CVD法で成膜
してなるクラッド層とを備えた光導波路に、光を照射し
て上記コア層の屈折率を変化させてグレーティングを形
成した導波路型グレーティングにおいて、上記コア層に
含有する上記ドープ元素を、上記コア層の膜厚方向に、
上記照射光の入射側を出射側より少なくするように、変
化させた導波路型グレーティングである。
The invention according to claim 1 is
Substrate, on the substrate, Ge the main component as SiO 2, T
forming a film of quartz containing at least one or more doping elements of i, B, P, and Tn by a CVD (chemical vapor deposition) method;
Light is applied to an optical waveguide including a core layer formed to have a predetermined waveguide width and a clad layer surrounding the core layer and formed by depositing quartz whose main component is SiO 2 by a CVD method. In the waveguide type grating in which the grating is formed by changing the refractive index of the core layer,
The contained doping element, in the thickness direction of the core layer,
Change the incident side of the irradiation light so that it is smaller than the exit side.
This is a waveguide-type grating.

【0052】[0052]

【0053】[0053]

【0054】請求項2に係る発明は、基板上に、Siの
有機金属化合物を原料または主原料として、この原料蒸
気と共にオゾンガス、酸素ガス、亜酸化窒素ガス(N2
O)の少なくとも1つ以上のガスを供給し、大気圧もし
くは減圧中で、上記原料中の元素の酸化物膜を堆積する
CVD(化学気相成膜)法により、Si を成分また
は主成分とする石英からなるクラッド層を成膜する工程
(a)と、Ge、Ti、B、P、Snの少なくとも1つ
以上の有機金属化合物とSiの有機金属化合物をドープ
原料として、上記CVD法により、Si を主成分と
する石英からなるコア膜を成膜する工程(b)と、上記
コア膜を所定の導波路幅にパターニングしてコア層を形
成する工程(c)と、Siの有機金属化合物を原料また
は主原料として、上記コア層を取り囲むように、上記C
VD法により、Si を成分または主成分とする石英
からなるクラッド層を成膜して光導波路を形成する工程
(d)と、上記コア層に、位相マスクを介して光を照射
して屈折率を変化させたグレーティングを形成する工程
(e)とを備えた導波路型グレーティングの製造方法に
おいて、上記工程(b)中、上記ドープ原料を、上記コ
ア膜の膜厚方向に、上記照射光の入射側を出射側より少
なくするようにして成膜する導波路型グレーティングの
製造方法である。
According to a second aspect of the present invention, an organic metal compound of Si is used as a raw material or a main raw material on a substrate, and an ozone gas, an oxygen gas, a nitrous oxide gas (N 2
Supplying at least one gas O), at atmospheric pressure or under reduced pressure in, by CVD (chemical vapor deposition) method of depositing an oxide film of the elements in said raw material, Si O 2 component or primary Step (a) of forming a cladding layer made of quartz as a component, and the above-mentioned CVD method using at least one or more organometallic compounds of Ge, Ti, B, P and Sn and an organometallic compound of Si as doping raw materials. by, Si O 2 step of forming a core layer made of quartz as a main component and (b), (c) forming a core layer by patterning the core layer to a predetermined waveguide width, Si Using the organometallic compound as a raw material or a main raw material so as to surround the core layer,
Step (d) of forming a cladding layer made of quartz containing SiO 2 as a component or a main component by VD to form an optical waveguide, and irradiating the core layer with light through a phase mask. the manufacturing method of a waveguide grating that includes a step (e) to form a grating with varying refractive index
In the step (b), the dope material is added to the core
In the thickness direction of the film, the incident side of the irradiation light is smaller than the exit side.
This is a method of manufacturing a waveguide type grating for forming a film so as to eliminate it .

【0055】[0055]

【0056】[0056]

【0057】[0057]

【0058】[0058]

【0059】請求項3に係る発明は、それぞれ所定の波
長λ1〜λnの光信号に反射中心波長を有するグレーティ
ングを形成した、n組(nは1以上)の第(1)〜第
(n)導波路型グレーティングと、この第(1)〜第
(n)導波路型グレーティングそれぞれに対応して設け
た上記光信号を入出力する4個のn1、n2、n3及びn4
端子とを備え、n1端子に波長λnの光信号を入力してn
2端子に出力し、上記波長λn以外の光信号をn4端子に
出力し、n3端子から入力した上記記波長λnまたはλn
´(λn´は第(n)導波路型グレーティングの反射波
長帯内)の光信号をn4端子に出力する光フィルタにお
いて、上記第(1)〜第(n)導波路型グレーティング
が、請求項1に記載の導波路型グレーティングである
フィルタである。
According to a third aspect of the present invention , n sets (where n is 1 or more) of gratings (n is 1 or more) in which gratings having a reflection center wavelength are formed on optical signals having predetermined wavelengths λ 1 to λ n , respectively . n) a waveguide grating, and four n 1 , n 2 , n 3 and n 4 for inputting and outputting the optical signal provided corresponding to each of the (1) to (n) -th waveguide gratings
And a terminal, enter the optical signal of wavelength lambda n to n 1 terminal n
Output to two terminals, and outputs an optical signal other than the wavelength lambda n to n 4 terminals, the Symbol wavelength input from n 3 terminal lambda n or lambda n
Λ (λ n ′ is within the reflection wavelength band of the (n) th waveguide grating) to an optical filter that outputs an optical signal to the n 4 terminal .
And the (1) to (n) th waveguide gratings
Is an optical filter that is the waveguide grating according to claim 1 .

【0060】[0060]

【0061】[0061]

【0062】[0062]

【0063】[0063]

【0064】[0064]

【0065】[0065]

【0066】請求項4に係る発明は、所定の波長λ1
光信号に反射中心波長を有するグレーティングを形成し
たn組(nは3以上)の第(1)〜第(n)導波路型グ
レーティングと、この第(1)〜第(n)導波路型グレ
ーティングそれぞれの前部及び後部に接続された方向性
結合器と、上記第(1)〜第(n)導波路型グレーティ
ングの上記後部に接続された方向性結合器それぞれに設
けた光信号を入出力する2個の(n)1及び(n)2端子
とを、第(n−2)導波路型グレーティングの(n−
2)1端子と第(n−1)導波路型グレーティングの
(n−1)2端子、第(n−1)導波路型グレーティン
グの(n−1)1端子と第n導波路型グレーティングの
2端子、及び第n導波路型グレーティングのn1端子と
第(n−2)導波路型グレーティングの(n−2)2
子とがそれぞれ接続されるように形成した波長多重光伝
送システムにおいて、上記導波路型グレーティングが請
求項1に記載の導波路型グレーティングである波長多重
光伝送システムである。
According to a fourth aspect of the present invention, there are provided n (n is 3 or more) sets of (1) to (n) waveguide types in which a grating having a reflection center wavelength is formed on an optical signal having a predetermined wavelength λ 1. A grating, directional couplers connected to the front and rear of each of the (1) to (n) waveguide gratings, and the rear of the (1) to (n) waveguide gratings Are connected to two (n) 1 and (n) 2 terminals for inputting / outputting an optical signal provided in each of the directional couplers connected to the (n−2) th waveguide type grating (n−2).
2) 1 terminal and (n-1) 2 terminal of the (n-1) th waveguide grating, (n-1) 1 terminal of the (n-1) th waveguide grating and 1 terminal and the (n-1) th waveguide grating n 2 terminals, and n 1 terminal and the n-th waveguide grating (n-2) waveguide grating (n-2) 2 terminal and the wavelength-multiplexed optical Den formed so as to be connected
In the transmission system, the above-mentioned waveguide grating is contracted.
A wavelength division multiplexing optical transmission system, which is the waveguide grating according to claim 1 .

【0067】請求項5に係る発明は、所定の波長λ1
光信号に反射中心波長を有するグレーティングを形成し
たn組(nは1以上)の第(1)〜第(n)導波路型グ
レーティングと、この第(1)〜第(n)導波路型グレ
ーティングそれぞれの出力側及び入力側に、上記第
(1)〜第(n)導波路型グレーティングを接続する方
向性結合器とを形成し、所定の波長λ1の光信号と波長
λ1以外の光信号とからなる光波長多重信号を出力する
光送信器を、上記第(n)導波路型グレーティングの上
記出力側に接続した方向性結合器に接続し、上記所定の
波長λ1の光信号を入力する光受信器を、第(1)導波
路型グレーティングの上記入力側に接続された方向性結
合器に接続することによって、上記第(1)導波路型グ
レーティングに入力された上記光波長多重信号の上記所
定の波長λ1の光信号を上記光受信器に入力し、上記第
(n)導波路型グレーティングから出力された上記波長
λ1以外の光波長多重信号と上記光送信器から出力され
た光波長多重信号とを合波し送信する波長多重光伝送シ
ステムにおいて、上記導波路型グレーティングが請求項
1に記載の導波路型グレーティングである波長多重光伝
送システムである。
According to a fifth aspect of the present invention, there are provided n sets (where n is 1 or more) of a (1) to (n) th waveguide type in which a grating having a reflection center wavelength is formed on an optical signal having a predetermined wavelength λ 1. A grating and a directional coupler for connecting the (1)-(n) -th waveguide grating are formed on the output side and the input side of each of the (1)-(n) -th waveguide grating. and the directions of the optical transmitter and connected to the output side of the first (n) a waveguide grating that outputs light wavelength multiplex signal consisting of a predetermined wavelength lambda 1 of the optical signal and the wavelength lambda 1 except the optical signal By connecting the optical receiver connected to the directional coupler and inputting the optical signal of the predetermined wavelength λ 1 to the directional coupler connected to the input side of the (1) waveguide grating, After being input to the first (1) waveguide type grating, The predetermined wavelength lambda 1 of the optical signal of the serial optical wavelength-multiplexed signal inputted to the optical receiver, the first (n) optical wavelength-multiplexed signal other than the wavelength λ1 outputted from the waveguide grating and the light transmitting Wavelength multiplexing optical transmission system that multiplexes and transmits the optical wavelength multiplexing signal output from the transmitter.
In the stem, the waveguide-type grating is claimed.
1. A wavelength division multiplexing optical transmission system which is the waveguide type grating according to 1 .

【0068】[0068]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に従って説明する。図1は、本発明の導波路型グレー
ティングを示す断面図で、図において、1はシリコン基
板などからなる基板、2は基板1上に、主成分がSiO
2の石英を、CVD(化学気相成膜)法で成膜してなる
下クラッド層、3は主成分をSiO2とし、Ge、T
i、B、P、Snの少なくとも1つ以上のドープ元素を
含有した石英を、CVD法で成膜し、所定の導波路幅に
形成してなるコア層、4は下クラッド層2とともに、コ
ア層を取り囲み、主成分がSiO2の石英を、CVD法
で成膜してなる上クラッド層、5は光を照射してコア層
3の屈折率を変化させて形成したグレーティング、6は
下クラッド層2、コア層3及び上クラッド層4で構成さ
れた光導波路である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a waveguide grating according to the present invention. In the drawing, reference numeral 1 denotes a substrate made of a silicon substrate or the like;
The lower clad layer formed by depositing quartz of 2 by a CVD (chemical vapor deposition) method, 3 is mainly composed of SiO 2 , Ge, T
A core layer formed by depositing quartz containing at least one or more doping elements of i, B, P, and Sn by a CVD method and having a predetermined waveguide width, 4 is a core layer together with the lower cladding layer 2. An upper cladding layer formed by depositing quartz of which main component is SiO 2 by a CVD method and surrounding the layers, a grating 5 formed by irradiating light to change a refractive index of the core layer 3, and a lower cladding layer 6 This is an optical waveguide composed of a layer 2, a core layer 3, and an upper cladding layer 4.

【0069】図1に示した本発明の導波路型グレーティ
ングは、CVD法で光導波路6を形成しているので、9
00℃以下の比較的低い基板温度でも、透明な導波路6
が得られ、高温による透明化処理を必要としないので、
コア層3中の酸素欠陥密度が高くなり、光照射時の屈折
率変化が大きくなる。
In the waveguide grating of the present invention shown in FIG. 1, the optical waveguide 6 is formed by the CVD method.
Even at a relatively low substrate temperature of 00 ° C. or less, the transparent waveguide 6
And does not require high-temperature clarification.
The oxygen defect density in the core layer 3 increases, and the change in the refractive index during light irradiation increases.

【0070】また、CVD法でコア層3に含有するドー
プ元素をコア層3の膜厚方向に変化させることによっ
て、特に、コア層3の膜厚方向における照射光の入射側
で上記ドープ元素を少なくし、出射側で多くすることに
より、照射光が光導波路に照射され、吸収がはじまって
も、照射光の入射側と出射側で吸収量が等しくなり、均
一な屈折率変化を有するグレーティング5が得られる。
Further, by changing the doping element contained in the core layer 3 in the thickness direction of the core layer 3 by the CVD method, the above doping element is particularly formed on the incident side of the irradiation light in the thickness direction of the core layer 3. By reducing the number and increasing the amount on the output side, even if the irradiation light is irradiated on the optical waveguide and the absorption starts, the absorption amount becomes equal on the incident side and the output side of the irradiation light, and the grating 5 having a uniform refractive index change. Is obtained.

【0071】[0071]

【0072】基板上に、Siの有機金属化合物を原料ま
たは主原料として、この原料蒸気と共にオゾンガス、酸
素ガス、亜酸化窒素ガス(N2O)の少なくとも1つ以
上のガスを供給し、大気圧もしくは減圧中で、上記原料
中の元素の酸化物膜を堆積するCVD(化学気相成膜)
法により、Si を成分または主成分とする石英から
なるクラッド層を成膜する工程(a)と、Ge、Ti、
B、P、Snの少なくとも1つ以上の有機金属化合物と
Siの有機金属化合物を原料として、上記CVD法によ
り、Si を主成分とする石英からなるコア膜を成膜
する工程(b)と、上記コア膜を所定の導波路幅にパタ
ーニングしてコア層を形成する工程(c)と、Siの有
機金属化合物を原料または主原料として、上記コア層を
取り囲むように、上記CVD法により、Si を成分
または主成分とする石英からなるクラッド層を成膜して
光導波路を形成する工程(d)と、上記コア層に、位相
マスクを介して光を照射して屈折率を変化させたグレー
ティングを形成する工程(e)とを備えた導波路型グレ
ーティングの製造方法である。
On a substrate, at least one gas of ozone gas, oxygen gas, nitrous oxide gas (N 2 O) is supplied along with the raw material vapor using an organometallic compound of Si as a raw material or a main raw material. Alternatively, CVD (chemical vapor deposition) for depositing an oxide film of the element in the above raw material under reduced pressure
(A) forming a cladding layer made of quartz containing SiO 2 as a component or a main component by a method, Ge, Ti,
B, P, at least one or more organometallic compounds and Si organometallic compounds of Sn as raw materials, the step of forming by the CVD method, the core layer a Si O 2 made of quartz as a main component (b) (C) patterning the core film into a predetermined waveguide width to form a core layer, and using the organometallic compound of Si as a raw material or a main raw material by the CVD method so as to surround the core layer. (D) forming a cladding layer made of quartz containing SiO 2 as a component or a main component to form an optical waveguide, and irradiating the core layer with light through a phase mask to reduce the refractive index. And (e) forming a changed grating.

【0073】図2は、本発明の導波路型グレーティング
を製造するために使用するオゾン酸化型CVD成膜装置
である。
FIG. 2 shows an ozone oxidation type CVD film forming apparatus used for manufacturing the waveguide type grating of the present invention.

【0074】図2に示すように、複数個の原料容器8を
備えており、複数種類のCVD原料蒸気を同時に基板1
上に供給できる。複数種類のCVD原料には、Si、G
e、Ti、B、P及びSnのアルコキシドを使用する。
キャリアガス導入口12から導入し、排出口13から排
出する高純度Arガスなどのキャリアガスは、各原料容
器8ごとに付属した流量調節器7により、各原料の蒸気
の流量を独立に制御でき、従って、複数種類のアルコキ
シド原料を任意の割合で反応管9内の基板1上へ輸送す
ることができる。反応管9へは、酸素ガス導入口10か
らオゾナイザ11へ導入して生成した8%のオゾンを含
む酸素ガスを導入するとともに、基板1の温度を800
℃として、原料の分解・反応を促進させ、反応管9内に
設置した基板1に成膜する。基板1は、シリコン基板を
使用する。真空度は、50Torr、成膜速度は、10
μm/時間とする。
As shown in FIG. 2, a plurality of source containers 8 are provided, and a plurality of types of CVD source vapors are simultaneously supplied to the substrate 1.
Can be supplied above. Si, G
The alkoxides of e, Ti, B, P and Sn are used.
The carrier gas such as high-purity Ar gas introduced from the carrier gas inlet 12 and discharged from the outlet 13 can independently control the flow rate of the vapor of each raw material by the flow controller 7 attached to each raw material container 8. Therefore, a plurality of types of alkoxide raw materials can be transported onto the substrate 1 in the reaction tube 9 at an arbitrary ratio. Oxygen gas containing 8% of ozone generated by introducing into the ozonizer 11 from the oxygen gas inlet 10 is introduced into the reaction tube 9, and the temperature of the substrate 1 is set to 800
When the temperature is set to ° C., the decomposition and reaction of the raw materials are promoted, and a film is formed on the substrate 1 installed in the reaction tube 9. The substrate 1 uses a silicon substrate. The degree of vacuum is 50 Torr, and the deposition rate is 10
μm / hour.

【0075】Siのアルコキシドとして、TEOS(S
i(OC 2 5 4 )の他、Si(OCH 3 4 、Si(O
3 7 4 、Si(OC 4 9 4 を使用することができ
る。
As the Si alkoxide, TEOS (S
i (OC 2 H 5 ) 4 ), Si (OCH 3 ) 4 , Si (O
C 3 H 7) 4, Si (OC 4 H 9) 4 can be used like.

【0076】また、Geのアルコキシドとして、TEG
(Ge(OC 2 5 4 )の他、Ge(OC 3 7 4 など
使用することができる。
As an alkoxide of Ge, TEG is used.
In addition to (Ge (OC 2 H 5 ) 4 ), Ge (OC 3 H 7 ) 4 and the like can be used.

【0077】また、Pのアルコキシドとして、TEP
(P(OCH 3 3 ))、P(OCH 3 3 の他、PO(O
CH 3 3 、PO(OC 2 5 3 などを使用することがで
きる。
As the alkoxide of P, TEP
(P (OCH 3 ) 3 )), P (OCH 3 ) 3 and PO (O
CH 3 ) 3 , PO (OC 2 H 5 ) 3 and the like can be used.

【0078】また、Bのアルコキシドでは、TEB(B
(OC 3 7 3 )の他、B(OC 2 5 3 、B(OC
3 7 3 、B(OC 4 9 3 を用いることができる。
In the alkoxide of B, TEB(B
(OC Three H 7 ) Three ), And B (OC Two H Five ) Three , B (OC
Three H 7 ) Three , B (OC Four H 9 ) Three etcCan be used.

【0079】また、TiあるいはSnのアルコキシドと
して、TET(Ti(O−i−C 3 7 4 )、Sn(C
3 4 、Sn(C 2 5 4 あるいはSn(C 3 7 4 など
を使用することができる。
As alkoxides of Ti or Sn, TET (Ti ( OiC 3 H 7 ) 4 ), Sn (C
H 3) 4, Sn (C 2 H 5) 4 or Sn (C 3 H 7) 4 can be used like <br/>.

【0080】また、上記アルコキシド以外でも、適当な
キャリアガスにより蒸気を配管により輸送が可能である
アルコキシドで同様の効果が得られることが容易に予想
できる。
In addition to the above-mentioned alkoxides, it can be easily expected that alkoxides capable of transporting vapor by piping with a suitable carrier gas can achieve the same effect.

【0081】3(a)〜(e)は、本発明の導波路型
グレーティングを製造する工程断面図である。まず、シ
リコン基板1上にSiとBのアルコキシドの蒸気のみを
供給し、図3(a)のようにSiO2にB(ボロン)を
含有した石英からなる下クラッド層14を成膜する。
FIGS. 3A to 3E are cross-sectional views showing the steps of manufacturing the waveguide grating of the present invention. First, only the vapor of the alkoxide of Si and B is supplied onto the silicon substrate 1 to form a lower cladding layer 14 made of quartz containing SiO 2 containing B (boron) as shown in FIG.

【0082】次に、SiとGeのアルコキシドを同時に
基板1上に供給して、SiO2にGeを含有した石英か
らなるコア膜15を形成する(図3(b))。
Next, alkoxides of Si and Ge are simultaneously supplied onto the substrate 1 to form a core film 15 made of quartz containing SiO 2 containing Ge (FIG. 3B).

【0083】次に、コア膜15に金属マスクにより導波
路パターン16を作製し(図3(c))、RIEでエッ
チングして所定の導波路幅のコア層3にパターニングし
た(図3(d))。
Next, a waveguide pattern 16 is formed on the core film 15 using a metal mask (FIG. 3C) , and is etched by RIE to pattern the core layer 3 having a predetermined waveguide width ( FIG. 3D) . )).

【0084】次に、コア層3を囲むように、SiO2
Bを含有した上クラッド層17をTEOS+TEBの原
料で形成し(図3(e))、光導波路を作製する。
Next, an upper clad layer 17 containing B in SiO 2 is formed of TEOS + TEB material so as to surround the core layer 3 ( FIG. 3E), and an optical waveguide is manufactured.

【0085】次に、光導波路6に従来と同じ方法によ
り、グレーティング形成を行った。すなわち、グレーテ
ィング作製は、石英ガラス製の位相マスクを導波路膜上
に接触させて置き、この位相マスクを介してエキシマレ
ーザ光を照射する(図17参照)。エキシマレーザ光の
照射条件は、400mJ/cm2/pulseのエネル
ギー密度で、周波数60Hz、照射時間1時間で行っ
た。
Next, a grating was formed on the optical waveguide 6 by the same method as in the prior art. That is, in manufacturing the grating, a phase mask made of quartz glass is placed in contact with the waveguide film, and an excimer laser beam is irradiated through the phase mask (see FIG. 17). The irradiation conditions of the excimer laser beam were an energy density of 400 mJ / cm 2 / pulse, a frequency of 60 Hz, and an irradiation time of 1 hour.

【0086】なお、照射する紫外光は、エキシマレーザ
のKrF、248nmを使用したが、もっと低波長のエ
キシマレーザArF、193nmや長波長のアルゴンレ
ーザ488nmでもよい。
The ultraviolet light to be irradiated is KrF of excimer laser at 248 nm, but may be excimer laser ArF of lower wavelength, 193 nm or argon laser of longer wavelength of 488 nm.

【0087】また、CVD法が、オゾン酸化型CVD
(化学気相成膜)法の他、プラズマCVD法、熱分解C
VD法または光CVD法のいずれか1つ以上の方法によ
るものを適用することができる。
The CVD method is an ozone oxidation type CVD.
(Chemical vapor deposition) method, plasma CVD method, thermal decomposition C
It can be applied by any one or more of the methods of VD method or a photo CVD method.

【0088】また、基板1に、石英からなる基板を使用
し、下クラッド14の成膜工程を省略することができ
る。
Further, a substrate made of quartz can be used as the substrate 1 and the step of forming the lower cladding layer 14 can be omitted.

【0089】[0089]

【0090】また、位相マスクを光導波路に対して接触
もしくは5mm未満の距離に置き、光を照射するもので
あり、位相マスクでの光の回折により、通常0次、±1
次、±2次、±n次が生じるが、照射光の回折角度は、
それぞれ、0度、θ度、2θ度、nθ度であり、位相マ
スクとの距離が5mm未満離れれば3次以上の高次光
は、関係せず、0次、±1次、±2次の光の回折パター
ンを利用してグレーティング周期に変調を加えることが
できる。
Further, the phase mask is brought into contact with the optical waveguide or placed at a distance of less than 5 mm to irradiate light.
Next, ± 2 orders, ± n orders occur, but the diffraction angle of the irradiation light is
The angles are 0 degree, θ degree, 2θ degree, and nθ degree, respectively. If the distance from the phase mask is less than 5 mm, the third-order or higher-order light is irrelevant. Modulation can be applied to the grating period using the diffraction pattern.

【0091】図1に示した導波路型グレーティングを適
用して、高性能の光フィルタが得られる。
A high-performance optical filter can be obtained by applying the waveguide grating shown in FIG.

【0092】図6の光フィルタは、1組の波長λ1の光
信号に反射中心波長を有する導波路型グレーティング1
9を用い、ポート20から光波長多重信号を入力し、波
長λ1の光信号をポート21へ出力し、波長λ1以外の光
信号をポート23へ出力するものである。
The optical filter shown in FIG. 6 has a waveguide grating 1 having a set of optical signals having a wavelength λ 1 and having a reflection center wavelength.
9, an optical wavelength multiplexed signal is input from a port 20, an optical signal having a wavelength λ 1 is output to a port 21, and an optical signal other than the wavelength λ 1 is output to a port 23.

【0093】図8及び図10は、それぞれ所定の1以上
の波長λの光信号に反射中心波長を有するグレーティン
グを形成した波長λ1〜λnの光信号に反射中心波長を有
するグレーティングを形成したn組(nは1以上)の第
(1)〜第(n)導波路型グレーティングと、この第
(1)〜第(n)導波路型グレーティングそれぞれに対
応して設けた上記光信号を入出力する4個のn1、n2
3及びn4端子とを備え、1以上の導波路型グレーティ
ングと、この導波路型グレーティングそれぞれに対応し
て設けた上記光信号を入出力する4個のn1、n2、n3
及びn4端子とを備え、n1端子に波長λnの光信号を入
力してn2端子に出力し、上記波長λn以外の光信号をn
4端子に出力し、n3端子から入力した上記波長λnまた
はλn´(λn´は第(n)導波路型グレーティングの反
射波長帯内)の光信号をn4端子に出力する光フィルタ
である。
FIGS. 8 and 10 show a case where a grating having a reflection center wavelength is formed on an optical signal having one or more predetermined wavelengths λ, and a grating having a reflection center wavelength is formed on optical signals having wavelengths λ 1 to λ n . n sets (where n is 1 or more) of the (1) to (n) waveguide gratings and the optical signals provided corresponding to the (1) to (n) waveguide gratings are input. The four n 1 , n 2 ,
It has n 3 and n 4 terminals, one or more waveguide gratings, and four n 1 , n 2 , and n 3 input and output optical signals provided for each of the waveguide gratings.
And n 4 and a terminal, and outputs the n 2 terminal by inputting a light signal of wavelength lambda n to n 1 terminal, an optical signal other than the wavelength lambda n n
4 and outputs to the terminal, n 3 said wavelength inputted from the terminal lambda n or λ n '(λ n' is the (n) waveguides grating in the reflection wavelength band of) the light output optical signals of the n 4 terminal Filter.

【0094】第(n)導波路型グレーティングそれぞれ
に、n1またはn3端子から光波長多重信号を入力し、λ
nの光信号をそれぞれn3またはn1端子から出力し、λn
以外の光信号をそれぞれn2またはn4端子から出力する
ことができる。
An optical wavelength-division multiplexed signal is input to each of the (n) -th waveguide gratings from the n 1 or n 3 terminal, and λ
n optical signals are output from the n 3 or n 1 terminals, respectively, and λ n
Can output light signals from the n 2 or n 4 terminals each other.

【0095】図11は、導波路の角度θと曲線でのグレ
ーティングピッチx1の関係を説明する原理図である。
図から、導波路の角度θとグレーティングピッチx1
関係は、次式(3)で表せられる。a1は、本来のグレ
ーティングピッチを表す。
FIG. 11 is a principle diagram for explaining the relationship between the angle θ of the waveguide and the grating pitch x 1 on the curve.
From the figure, the relationship of the angle θ and the grating pitch x 1 of the waveguide is expressed by the following equation (3). a 1 represents the original grating pitch.

【0096】 曲線でのグレーティングピッチx1=a1/cos(θ)……(3)A grating pitch x 1 = a 1 / cos (θ) on a curve (3)

【0097】本来のグレーティングピッチa1を107
8nmとすると、5度傾いたグレーティング周期x
1は、(3)式より、1082.1nmになる。このよう
に、曲率を変えた2個の光フィルタ24a、24bは、
同じピッチの位相マスクを使用してグレーティングを作
製して、1078nmと1082.1nmというよう
な、2種類の波長を分岐挿入できるデバイスが作製でき
る。
The original grating pitch a 1 is set to 107
Assuming 8 nm, grating period x tilted 5 degrees
1 becomes 1082.1 nm from the equation (3). Thus, the two optical filters 24a and 24b having different curvatures are
A grating can be manufactured using a phase mask having the same pitch, and a device capable of dropping and inserting two kinds of wavelengths such as 1078 nm and 1082.1 nm can be manufactured.

【0098】従って、第1〜第n導波路型グレーティン
グが、直線導波路もしくは曲線導波路の光導波路からな
る導波路型グレーティングを1つ以上備え、曲率の異な
る曲線導波路の光導波路に同一ピッチのグレーティング
を形成することによって、波長λ1〜λnの光信号に反射
中心波長を有するグレーティングを形成したn組(nは
1以上)の第(1)〜第(n)導波路型グレーティング
を形成することができる。
Therefore, each of the first to n-th waveguide gratings has at least one waveguide grating composed of an optical waveguide of a straight waveguide or a curved waveguide, and has different curvatures.
By forming a grating of the same pitch in the optical waveguide of the song ray waveguide that, the wavelength lambda 1 to [lambda] n n sets having a grating having a reflection center wavelength in the optical signal of the (n is 1 or more) first (1 ) To (n) th waveguide grating can be formed.

【0099】また、直線導波路の光導波路にピッチの異
なるグレーティングを形成することによって、波長λ1
〜λnの光信号に反射中心波長を有するグレーティング
を形成したn組(nは1以上)の第(1)〜第(n)導
波路型グレーティングを形成することができる。
Also, by forming gratings having different pitches in the optical waveguide of the linear waveguide, the wavelength λ 1
N sets (where n is 1 or more) of the (1) to (n) th waveguide gratings in which gratings having a reflection center wavelength are formed on optical signals of λ n can be formed.

【0100】また、nが2以上で、第(n−1)導波路
型グレーティングの(n−1)4端子と第(n)導波路
型グレーティングのn1端子とを光学的接続部材で接続
することによって、波長λ1〜λnの光信号を順次分波す
ることができる。
[0100] Further, in n is 2 or more, connected in the (n-1) waveguide grating (n-1) 4 terminal and optical connection member and the n 1 terminal of the (n) waveguide grating By doing so, the optical signals of the wavelengths λ 1 to λ n can be sequentially demultiplexed.

【0101】また、光学的接続部材は、複数の光ファイ
バまたは多芯のファイバアレイでもよく、さらには、光
学的接続部材が、基板に形成した導波路とすることによ
って、余長ファイバの処理を不要にすることができる。
The optical connecting member may be a plurality of optical fibers or a multi-core fiber array. Further, the optical connecting member may be a waveguide formed on a substrate, so that the processing of the extra-long fiber can be performed. It can be unnecessary.

【0102】図1に示した導波路型グレーティングを適
用して、高性能の波長多重光伝送システムが得られる。
By applying the waveguide grating shown in FIG. 1, a high-performance wavelength multiplexing optical transmission system can be obtained.

【0103】図12は、所定の波長λ1の光信号に反射
中心波長を有するグレーティングを形成した3組の導波
路型グレーティング19a、19b及び19cそれぞれ
の前部及び後部に接続された方向性結合器32と、導波
路型グレーティング19a、19b及び19cの後部に
接続された方向性結合器32それぞれに設けた光信号を
入出力する2個の端子35a及び35bとを、第1導波
路型グレーティング19aの35a端子と第2導波路型
グレーティング19bの35b端子、第2導波路型グレ
ーティング19bの35a端子と第3導波路型グレーテ
ィング19cの35b端子、及び第3導波路型グレーテ
ィング19cの35a端子と第1導波路型グレーティン
グの36b端子とがそれぞれ接続されるように形成した
波長多重光伝送システムである。
FIG. 12 shows directional couplings connected to the front and rear portions of three sets of waveguide type gratings 19a, 19b and 19c in which a grating having a reflection center wavelength is formed on an optical signal having a predetermined wavelength λ 1. The optical waveguide 32 and two terminals 35a and 35b for inputting and outputting optical signals provided in the directional couplers 32 connected to the rear portions of the waveguide gratings 19a, 19b and 19c, respectively, are connected to a first waveguide grating. The 35a terminal 19a and the 35b terminal of the second waveguide grating 19b, the 35a terminal of the second waveguide grating 19b and the 35b terminal of the third waveguide grating 19c, and the 35a terminal of the third waveguide grating 19c. A wavelength division multiplexing optical transmission system formed so as to be connected to the 36b terminal of the first waveguide grating. It is a system.

【0104】図12は、3組の導波路型グレーティング
19a、19b及び19cを用いた例を示したが、所定
の波長λ1の光信号に反射中心波長を有するグレーティ
ングを形成したn組(nは3以上)の第(1)〜第
(n)導波路型グレーティングと、この第(1)〜第
(n)導波路型グレーティングそれぞれの前部及び後部
に接続された方向性結合器と、上記第(1)〜第(n)
導波路型グレーティングの上記後部に接続された方向性
結合器それぞれに設けた光信号を入出力する2個の
(n)1及び(n)2端子とを、第(n−2)導波路型グ
レーティングの(n−2)1端子と第(n−1)導波路
型グレーティングの(n−1)2端子、第(n−1)導
波路型グレーティングの(n−1)1端子と第n導波路
型グレーティングのn2端子、及び第n導波路型グレー
ティングのn1端子と第(n−2)導波路型グレーティ
ングの(n−2)2端子とがそれぞれ接続されるように
形成した波長多重光伝送システムを構成し、一方向から
来た波長多重光を2方向に分岐する波長多重光伝送シス
テムを得ることができる。
FIG. 12 shows an example in which three sets of waveguide type gratings 19a, 19b and 19c are used. However, n sets (n) in which an optical signal having a predetermined wavelength λ 1 is formed with a grating having a reflection center wavelength. (3) or more) (1) to (n) waveguide gratings, and directional couplers connected to the front and rear portions of the (1) to (n) waveguide gratings, respectively. The above (1) to (n)
Two (n) 1 and (n) 2 terminals for inputting and outputting an optical signal provided in each of the directional couplers connected to the rear part of the waveguide type grating are connected to the (n-2) th waveguide type. (N-2) 1 terminal of the grating and (n-1) 2 terminal of the (n-1) th waveguide grating, and (n-1) 1 terminal and the nth terminal of the (n-1) th waveguide grating wavelength waveguide grating n 2 terminal, and the n-waveguide grating n 1 terminal and the (n-2) of the waveguide of the grating (n-2) and the second terminal is formed so as to be connected A multiplex optical transmission system can be configured to obtain a wavelength multiplex optical transmission system that branches wavelength multiplexed light coming from one direction into two directions.

【0105】図13は、所定の波長λ1の光信号に反射
中心波長を有するグレーティングを形成した2組導波路
型グレーティング19a、19bと、導波路型グレーテ
ィング19a19bそれぞれの出力側及び入力側に、導
波路型グレーティング19a、19bを接続する方向性
結合器32a、32b、32c、32dとを形成し、所
定の波長λ1の光信号と波長λ1以外の光信号とからなる
光波長多重信号を出力する光送信器39を、導波路型グ
レーティング18bの上記出力側に接続した方向性結合
器32dに接続し、上記所定の波長λ1の光信号を入力
する光受信器40を、導波路型グレーティング19aの
上記入力側に接続された方向性結合器32aに接続する
ことによって、導波路型グレーティング19aに入力さ
れた上記光波長多重信号の上記所定の波長λ1の光信号
を光受信器40に入力し、導波路型グレーティング19
から出力された上記波長λ 以外の光波長多重信号と光
送信器39から出力された光波長多重信号とを合波し送
信する波長多重光伝送システムである。
FIG. 13 shows two sets of waveguide gratings 19a and 19b in which a grating having a reflection center wavelength is formed on an optical signal having a predetermined wavelength λ 1 , and output and input sides of each of the waveguide gratings 19a and 19b. waveguide grating 19a, the directional coupler 32a which connects 19b, 32b, 32c, to form a 32d, an optical wavelength multiplexed signal comprising a predetermined wavelength lambda 1 of the optical signal and the wavelength lambda 1 except the optical signal The output optical transmitter 39 is connected to the directional coupler 32d connected to the output side of the waveguide grating 18b, and the optical receiver 40 for inputting the optical signal of the predetermined wavelength λ 1 is connected to the waveguide type grating 18b. By connecting to the directional coupler 32a connected to the input side of the grating 19a, the optical wavelength multiplexed signal input to the waveguide type grating 19a is connected. The optical signal of the predetermined wavelength λ 1 is input to the optical receiver 40 and the waveguide type
It has been a wavelength division multiplexing optical transmission system for transmitting an optical wavelength-multiplexed signal multiplexes output from the optical wavelength-multiplexed signal other than the wavelength lambda 1 and the optical transmitter 39 outputted from.

【0106】図13と同様に、n組(nは1以上)の第
(1)〜第(n)導波路型グレーティングと、この第
(1)〜第(n)導波路型グレーティングそれぞれの出
力側及び入力側に、上記第(1)〜第(n)導波路型グ
レーティングを接続する方向性結合器とを形成し、所定
の波長λ1の光信号と波長λ1以外の光信号とからなる光
波長多重信号を出力する光送信器を、上記第(n)導波
路型グレーティングの上記出力側に接続した方向性結合
器に接続し、上記所定の波長λ1の光信号を入力する光
受信器を、第(1)導波路型グレーティングの上記入力
側に接続された方向性結合器に接続することによって、
上記第(1)導波路型グレーティングに入力された上記
光波長多重信号の上記所定の波長λ1の光信号を上記光
受信器に入力し、上記第(n)導波路型グレーティング
から出力された上記波長λ1以外の光波長多重信号と上
記光送信器から出力された光波長多重信号とを合波し送
信する波長多重光伝送システムを形成することによっ
て、分岐波長と挿入波長が同じ場合、クロストークの発
生を少なくすることができる。
As in FIG. 13, n sets (where n is 1 or more) of the (1)-(n) -th waveguide-type grating and the output of each of the (1)-(n) -th waveguide-type grating are provided. the side and the input side, from those in the first (1) to the (n) waveguide grating to form the directional coupler for connecting a predetermined wavelength lambda 1 of the optical signal and the wavelength lambda 1 except the optical signal An optical transmitter for outputting an optical wavelength-division multiplexed signal is connected to a directional coupler connected to the output side of the (n) th waveguide grating, and the optical signal having the predetermined wavelength λ 1 is input. By connecting the receiver to a directional coupler connected to the input side of the (1) first waveguide grating,
The first (1) above a predetermined wavelength lambda 1 of the optical signal in waveguide grating-entered the optical wavelength-multiplexed signal inputted to the optical receiver, output from the first (n) waveguide grating By forming a wavelength division multiplexing optical transmission system for multiplexing and transmitting the optical wavelength division multiplexing signal other than the wavelength λ1 and the optical wavelength division multiplexing signal output from the optical transmitter, when the branch wavelength and the insertion wavelength are the same, The occurrence of talk can be reduced.

【0107】[0107]

【実施例】参考例1図1は、導波路型 グレーティングで、導波路方向の切断
断面図である。図1において、6は光導波路で、光導波
路6はシリコン基板からなる基板1上にCVD(気相成
長)法で成膜・形成される。2は主成分がSiO2の石
英を、CVD法で成膜してなる下クラッド層、3は主成
分をSiO2とし、Geを約10%ドープした石英を、
CVD法で成膜し、所定の導波路幅に形成してなるコア
層、4は主成分がSiO2の石英を、CVD法で成膜し
てなる上クラッド層、5はコア層3にエキシマレーザを
照射して形成したグレーティングである。
EXAMPLES Reference Example 1 . FIG. 1 is a sectional view of a waveguide grating cut in a waveguide direction. In FIG. 1 , reference numeral 6 denotes an optical waveguide, and the optical waveguide 6 is formed and formed on a substrate 1 made of a silicon substrate by a CVD (vapor phase growth) method. Reference numeral 2 denotes a lower cladding layer formed by depositing quartz whose main component is SiO 2 by a CVD method, and 3 denotes quartz whose main component is SiO 2 and which is doped with about 10% of Ge.
A core layer 4 formed by a CVD method and having a predetermined waveguide width, 4 is a quartz whose main component is SiO 2 , an upper clad layer formed by a CVD method, 5 is an excimer This is a grating formed by irradiating a laser.

【0108】図2は、光導波路6の作製に用いたオゾン
酸化型CVD法による石英膜の成膜装置を示す概略図で
ある。
FIG. 2 is a schematic view showing an apparatus for forming a quartz film by an ozone oxidation type CVD method used for manufacturing the optical waveguide 6.

【0109】図2の装置では4個の原料容器8を備えて
おり、4種類のCVD原料蒸気を同時に基板1上に供給
できる。使用した原料は、TEOS(Si(OC 2 5
4 )、TEB(B(OC 3 7 3 )、TEG(Ge(OC
2 5 4 であった。キャリアガス導入口12から導入
し、排出口13から排出するキャリアガスは、高純度A
rガスとした。各原料容器8ごとに流量調節器7が付属
しており、各原料の蒸気の流量を独立に制御できる。従
って、4種類のアルコキシド原料を任意の割合で反応管
9内の基板1上へ輸送することができる。反応管9へ
は、酸素ガス導入口10からオゾナイザ11へ導入して
生成した8%のオゾンを含む酸素ガスを導入するととも
に、基板1の温度を800℃として、原料の分解・反応
を促進させ、反応管9内に設置した基板1に成膜する。
基板1は、3インチ径のシリコン基板を使用した。真空
度は、50Torr、成膜速度は、10μm/時間とし
た。
In the apparatus shown in FIG. 2, four source containers 8 are provided, and four types of CVD source vapors can be supplied onto the substrate 1 at the same time. The raw material used was TEOS (Si (OC 2 H 5 )
4 ), TEB (B (OC 3 H 7 ) 3 ), TEG (Ge (OC
It was 2 H 5) 4). The carrier gas introduced from the carrier gas inlet 12 and discharged from the outlet 13 is high purity A
r gas was used. A flow controller 7 is attached to each raw material container 8, and the flow rate of steam of each raw material can be controlled independently. Therefore, four types of alkoxide raw materials can be transported onto the substrate 1 in the reaction tube 9 at an arbitrary ratio. Oxygen gas containing 8% ozone generated by introducing into the ozonizer 11 from the oxygen gas inlet 10 is introduced into the reaction tube 9, and the temperature of the substrate 1 is set to 800 ° C. to promote decomposition and reaction of the raw material. Then, a film is formed on the substrate 1 installed in the reaction tube 9.
As the substrate 1, a silicon substrate having a diameter of 3 inches was used. The degree of vacuum was 50 Torr, and the deposition rate was 10 μm / hour.

【0110】図3(a)〜(e)は、光導波路6の作製
プロセスを示す工程図である。まず、図2に示した成膜
装置を用いて、シリコン基板1上にTEOS、TEBの
蒸気のみを供給し、図3(a)のようにSiO2にB
(ボロン)を含有した石英からなる下クラッド14を
成膜した。下クラッド14の厚さは20μm程度とし
た。この時の下クラッド14の屈折率は、1.458
2であった。
FIGS. 3A to 3E are process diagrams showing a manufacturing process of the optical waveguide 6. FIG. First, using the film deposition apparatus shown in FIG. 2, TEOS on the silicon substrate 1, only supplies the steam TEB, the SiO 2 as shown in FIG. 3 (a) B
A lower cladding layer 14 made of quartz containing (boron) was formed. The thickness of the lower cladding layer 14 was about 20 μm. At this time, the refractive index of the lower cladding layer 14 is 1.458.
It was 2.

【0111】次に、TEOSとTEGアルコキシドを
同時に基板1上に供給して、SiO2にGeを含有した
石英からなる高屈折率のコア膜15を6μmの厚さに成
した。
Next, TEOS and an alkoxide such as TEG were simultaneously supplied onto the substrate 1 to form a high refractive index core film 15 made of quartz containing SiO 2 and Ge to a thickness of 6 μm .

【0112】コア膜15の成膜では、Ge酸化物の含有
量が約10%となるように、Geアルコキシドの蒸気の
流量調整を行った。基板1の温度は、下クラッド層14
の成膜の場合と同一とした。
In the formation of the core film 15, Ge oxide is contained.
So that the amount is about 10%.
The flow rate was adjusted. The temperature of the substrate 1 is controlled by the lower cladding layer 14.
Was the same as in the case of the film formation.

【0113】次に、コア膜15に金属マスクにより導波
路パターン16を作製し、RIEでエッチングして所定
の導波路幅のコア層3にパターニングした(図3
(c)、(d))。
Next, the core film 15 is guided by a metal mask.
Create a road pattern 16 and etch it by RIE
Is patterned on the core layer 3 having a waveguide width of (FIG.
(C), (d)).

【0114】次に、コア層3を囲むように、SiO2
Bを含有した上クラッド層17(屈折率n2)をTEO
S+TEBの原料で厚さ20μm程度形成し(図3
(e))、光導波路を作製した。
Next, the SiO 2 is surrounded so as to surround the core layer 3.TwoTo
B containing upper cladding layer 17 (refractive index n2)
Formed about 20μm thick with S + TEB raw material (FIG.
(E)) An optical waveguide was produced.

【0115】屈折率は、上クラッド層17で、1.45
82、Geをドープしたコア層3で1.4688であ
り、屈折率差は約0.8%であった。
The refractive index of the upper cladding layer 17 is 1.45.
82, which was 1.4688 for the core layer 3 doped with Ge, and the refractive index difference was about 0.8%.

【0116】上記ように作製した石英系の光導波路6
の特性は、直線での光損失が0.05dB/cm(波長
=1.55μm)と従来の火炎堆積法による導波路の損
失0.01dB/cmと比較すると若干高い値であった
が、数cm長の導波路デバイスとして使用する場合、導
波路損失は、0.3dB程度であり、問題無く使用でき
る損失である。
The quartz optical waveguide 6 manufactured as described above is used.
Is a slightly higher value when the light loss in a straight line is 0.05 dB / cm (wavelength = 1.55 μm) as compared with the loss of a waveguide of 0.01 dB / cm by the conventional flame deposition method. When used as a waveguide device having a cm length, the waveguide loss is about 0.3 dB, which is a loss that can be used without any problem.

【0117】また、本参考例の導波路6を大気中、95
0℃で4時間熱処理すると、導波路の損失は、0.01
dB/cmと従来の火炎堆積法とまったく同じになっ
た。
Further, the waveguide 6 of the present reference example was exposed to
After heat treatment at 0 ° C. for 4 hours, the loss of the waveguide becomes 0.01
dB / cm, which was exactly the same as the conventional flame deposition method.

【0118】CVD法は、火炎堆積法と異なり、高温
(1000℃前後)での熱処理プロセスがないため、極
微量のOH基などが残留する可能性があるが、これらの
残留基による導波路損失は、0.05〜0.1dB/c
mと問題となるほど大きくはない。
Unlike the flame deposition method, the CVD method does not have a heat treatment process at a high temperature (around 1000 ° C.), so that a very small amount of OH groups and the like may remain. Is 0.05 to 0.1 dB / c
Not so large as to be problematic with m.

【0119】次に、光導波路6に従来と同じ方法によ
り、グレーティング形成を行った。すなわち、グレーテ
ィング作製は、石英ガラス製の位相マスクを導波路膜上
に接触させて置き、この位相マスクを介してエキシマレ
ーザ光を照射する。エキシマレーザ光の照射条件は、4
00mJ/cm2/pulseのエネルギー密度で、周
波数60Hz、照射時間1時間で行った。位相マスク
は、1078nmのグレーティングピッチを使用した。
Next, a grating was formed on the optical waveguide 6 by the same method as in the related art. That is, in manufacturing a grating, a phase mask made of quartz glass is placed in contact with the waveguide film, and excimer laser light is irradiated through the phase mask. Excimer laser light irradiation conditions are 4
The irradiation was performed at an energy density of 00 mJ / cm 2 / pulse at a frequency of 60 Hz and an irradiation time of 1 hour. The phase mask used a grating pitch of 1078 nm.

【0120】図4は、本参考例における直線導波路のグ
レーティングの代表的な透過波長特性の測定結果を示す
図である。図4より、得られたグレーティングの反射特
性は、ブラッグ波長が1567nm、反射率が99.9
%、帯域が1.8nmであることが分かる。
FIG. 4 is a graph showing the measurement results of typical transmission wavelength characteristics of the grating of the linear waveguide in the present reference example. FIG. 4 shows that the resulting grating has a Bragg wavelength of 1567 nm and a reflectivity of 99.9.
%, The band is 1.8 nm.

【0121】図5は、エキシマレーザ照射の効果を調べ
た結果である。照射条件は、200mJ/cm2/pu
lseのエネルギー密度で、周波数60Hz、照射時間
は15分、30分、45分、60分と変えて、その都
度、コア膜15の屈折率変化を測定した。
FIG. 5 shows the result of examining the effect of excimer laser irradiation. Irradiation conditions were 200 mJ / cm 2 / pu
At an energy density of 1 s, the frequency was changed to 60 Hz, and the irradiation time was changed to 15 minutes, 30 minutes, 45 minutes, and 60 minutes, and the refractive index change of the core film 15 was measured each time.

【0122】図5において、(a)は本参考例のコア膜
15、(A)は本参考例のコア膜15に高圧水素処理し
たもの、(b)は従来の石英膜、(B)は従来の石英膜
に高圧水素処理したものである。
In FIG. 5, (a) is a core film 15 of the present embodiment , (A) is a core film 15 of the present embodiment subjected to high-pressure hydrogen treatment, (b) is a conventional quartz film, and (B) is It is obtained by subjecting a conventional quartz film to high-pressure hydrogen treatment.

【0123】図5から明らかなように、コア膜15
(a)及び従来の石英膜(b)、いずれも屈折率変化
は、ほぼレーザの照射時間に比例して大きくなった。従
来の石英膜は、高圧水素処理をしないもの(b)では、
60分の照射でも0.0002程度の変化であったが、
高圧水素処理したもの(B)は、0.0018と大きく
変化した。本発明のコア膜15は、高圧水素処理しない
もの(a)でも、0.0018(屈折率、1.470
6)と、従来の石英膜を高圧水素処理したもの(B)と
ほぼ同等の変化が得られた。また、本発明のコア膜15
を高圧水素処理したもの(A)は、0.0025と一層
大きな屈折率変化が得られた。
As is clear from FIG. 5, the core film 15
In both (a) and the conventional quartz film (b), the change in the refractive index increased substantially in proportion to the laser irradiation time. Conventional quartz film (b) without high pressure hydrogen treatment,
Even for 60 minutes irradiation, the change was about 0.0002,
The high-pressure hydrogen-treated (B) significantly changed to 0.0018. The core film 15 of the present invention is 0.0018 (refractive index, 1.470) even when the high-pressure hydrogen treatment is not performed (a).
6) and a change substantially equivalent to that obtained by subjecting the conventional quartz film to high-pressure hydrogen treatment (B) was obtained. Further, the core film 15 of the present invention
Was subjected to high-pressure hydrogen treatment (A), and a much larger change in refractive index was obtained at 0.0025.

【0124】図5の結果から、本発明のコア膜15は、
光誘起による屈折率変化に対して大きな感度を有するこ
とが明らかになるとともに、高圧水素処理により、従来
得られなかったより大きな屈折率変化を得られることが
分かる。
From the results shown in FIG. 5, the core film 15 of the present invention is
It is clear that the film has a high sensitivity to the change in refractive index caused by light, and it can be understood that the high-pressure hydrogen treatment can obtain a larger change in the refractive index than can be obtained conventionally.

【0125】参考例2. 本参考例は、複数のドープ元素を用いた例で、図2に示
した成膜装置を使用して、図3と同様の工程を経て導波
路を作製した。
Reference Example 2 The present reference example is an example using a plurality of doped elements, and a waveguide was manufactured through the same steps as in FIG. 3 using the film forming apparatus shown in FIG.

【0126】導波路作製の基板1には、合成石英基板を
使用して、基板1の温度を750℃とした。合成石英基
板の屈折率は1.4585で、純粋石英の屈折率に等し
い。その為、下クラッド膜(図3参照)を成膜する必要
が無く、基板1上にコア層3と上クラッド層17を形成
した。また、酸素ガス中のオゾンガスの濃度は、高出力
オゾナイザーを用いて、12%とした。
As the substrate 1 for producing the waveguide, a synthetic quartz substrate was used, and the temperature of the substrate 1 was set to 750 ° C. The refractive index of the synthetic quartz substrate is 1.4585, which is equal to the refractive index of pure quartz. Therefore, there is no need of forming a lower clad layer (see FIG. 3) to form a core layer 3 and the Ueku Rudd layer 17 on the substrate 1. The concentration of the ozone gas in the oxygen gas was set to 12% using a high output ozonizer.

【0127】原料のアルコキシドには、TEOS、TE
B、TEGの他、TEP((P(OCH 3 3 ))等アル
コキシドを使用し、流量調整を行った各アルコキシドを
同時に基板1上に供給して、Ge酸化物の含有量が約1
2%、B酸化物の含有量が約4%、P酸化物の含有量が
約7%の高屈折率のコア膜15を6μmの厚さに成膜
し、さらに、上クラッド層を成膜した。コア膜15の屈
折率は、1.4692となった。
The raw material alkoxide includes TEOS, TEOS
B, TEG, and other alkoxides such as TEP ((P (OCH 3 ) 3 )) are used and the alkoxides whose flow rates have been adjusted are simultaneously supplied onto the substrate 1 to contain Ge oxides. About 1
A high-refractive-index core film 15 having a thickness of 6 μm having a content of 2%, a content of B oxide of about 4%, and a content of P oxide of about 7%, and further forming an upper cladding layer did. The refractive index of the core film 15 was 1.4692.

【0128】コア膜15を、参考例1と同様にパターニ
ングしてコア層3を形成し、その後、TEOS、TE
B、TEPのアルコキシドを同時に基板1上に供給し
て、光導波路の上クラッド層17を20μm程度の厚さ
に形成した。
The core film 15 is patterned in the same manner as in Reference Example 1 to form the core layer 3, and thereafter, TEOS, TEOS
The alkoxides of B and TEP were simultaneously supplied onto the substrate 1 to form the upper clad layer 17 of the optical waveguide to a thickness of about 20 μm.

【0129】上クラッド層17の形成では、B酸化物の
含有量が約6%、P酸化物の含有量が約9%となるよう
に、Si、B、P等のアルコキシド蒸気の流量調整を行
った。上クラッド層17の屈折率は、1.4581であ
った。
In forming the upper cladding layer 17, the flow rate of alkoxide vapor such as Si, B, P is adjusted so that the content of B oxide is about 6% and the content of P oxide is about 9%. went. The refractive index of the upper cladding layer 17 was 1.4581.

【0130】作製した光導波路のコア層3に、参考例1
と同様に、エキシマレーザを照射すると、コア層3の屈
折率は、1.4704と、B、Pを含まないコア層と、
ほぼ同じ屈折率変化を示す。
The core layer 3 of the manufactured optical waveguide was provided with the reference example 1.
Similarly to the above, upon irradiation with an excimer laser, the core layer 3 has a refractive index of 1.4704, a core layer containing no B and P,
It shows almost the same change in refractive index.

【0131】参考例3.参考 例2のコア膜15の成膜において、Ge酸化物の含
有量を約20%、B酸化物の含有量を約5%、P酸化物
の含有量を約8%となるように、Si、Ge、B、Pの
アルコキシド蒸気の流量調整を行うと、Ge酸化物の含
有量の増加のため、作製したコア膜15の屈折率は、
1.4782と幾分高くなる。
Reference Example 3 In the formation of the core film 15 of Reference Example 2, the Si content was set to about 20%, the B oxide content to about 5%, and the P oxide content to about 8%. When the flow rate of alkoxide vapors of Ge, B, and P is adjusted, the refractive index of the manufactured core film 15 is increased due to an increase in the content of Ge oxide.
It is slightly higher at 1.4782.

【0132】このコア膜15を用いて直線導波路を形成
した光導波路に、参考例1と同じ方法により、グレーテ
ィング形成を行った。すなわち、石英ガラス製の位相マ
スクを導波路膜上に接触させて置き、この位相マスクを
介してエキシマレーザ光を照射する。エキシマレーザ光
の照射条件は、400mJ/cm /pulseのエネ
ルギー密度で、周波数60Hz、照射時間1時間で行っ
た。作製した直線導波路型グレーティングの反射特性
は、ブラッグ波長が1564nm、反射率が99.9%
であった。
A grating was formed on the optical waveguide in which a linear waveguide was formed using the core film 15 in the same manner as in Reference Example 1. That is, a phase mask made of quartz glass is placed in contact with the waveguide film, and excimer laser light is irradiated through the phase mask. The excimer laser beam was irradiated at an energy density of 400 mJ / cm 2 / pulse, a frequency of 60 Hz, and an irradiation time of 1 hour. The reflection characteristics of the fabricated linear waveguide grating were such that the Bragg wavelength was 1564 nm and the reflectivity was 99.9%.
Met.

【0133】参考例4. 本参考例は、石英膜の成膜をプラズマCVD法で実施し
たものである。プラズマCVD装置では、参考例1(図
2参照)のCVD装置と同様に4個の原料容器8を備え
ており、4種類のCVD原料蒸気を同時に、反応管9内
の基板1上に供給できる。各原料は、温度制御可能な密
閉容器に充填され、原料蒸気の流量調整が正確にできる
流量調節器により、それぞれの蒸気の流量を独立に制御
でき、4種類のアルコキシド原料を任意の割合で反応管
9内の基板1上へ輸送することができる。
Reference Example 4 This reference example is obtained by carrying out the deposition of the quartz film by plasma CVD. The plasma CVD apparatus includes four source containers 8 as in the CVD apparatus of Reference Example 1 (see FIG. 2), and can supply four types of CVD source vapor onto the substrate 1 in the reaction tube 9 at the same time. . Each raw material is filled in a temperature-controllable closed container, and the flow rate of each vapor can be controlled independently by a flow controller that can accurately control the flow rate of the raw material vapor, and four types of alkoxide raw materials can react at an arbitrary ratio. It can be transported onto the substrate 1 in the tube 9.

【0134】使用した原料は、TEOS、TEB、TE
G、TEPで、各原料は、それぞれの蒸気圧を考えて、
TEOSを75℃、TEBを45℃、TEGを65℃、
TEPを60℃のように加温した。原料蒸気の流量は、
クラッドの成膜に対して、TEOSを5cc/分、T
EBを1cc/分とし、コア膜の成膜に対して、TEO
Sを5cc/分、TEBを0.3cc/分、TEGを
0.5cc/分、TEPを0.5cc/分とした。
The raw materials used were TEOS, TEB, TEB
In G and TEP, each raw material considers its vapor pressure,
75 ° C for TEOS, 45 ° C for TEB, 65 ° C for TEG,
The TEP was heated to 60 ° C. The flow rate of the raw material steam is
For the formation of the cladding layer , TEOS was set at 5 cc / min.
EB was set to 1 cc / min, and TEO
S was 5 cc / min, TEB was 0.3 cc / min, TEG was 0.5 cc / min, and TEP was 0.5 cc / min.

【0135】反応管9へは、酸素ガスを導入して、高周
波プラズマを発生させるとともに、基板1の温度を50
0℃として、原料の分解・反応を促進させて、設置した
基板1に成膜する。基板1は、3インチ径のシリコン基
板を使用した。真空度は、0.3Torr、高周波出力
は350W、酸素ガスの流量は、200cc/分、成膜
速度は、8μm/時間とした。
An oxygen gas is introduced into the reaction tube 9 to generate a high-frequency plasma and to reduce the temperature of the substrate 1 by 50%.
At 0 ° C., the decomposition and reaction of the raw materials are promoted, and a film is formed on the substrate 1 provided. As the substrate 1, a silicon substrate having a diameter of 3 inches was used. The degree of vacuum was 0.3 Torr, the high-frequency output was 350 W, the flow rate of oxygen gas was 200 cc / min, and the deposition rate was 8 μm / hour.

【0136】参考例1と同様、図3に示した工程を経
て、光導波路を作製した。各石英膜の屈折率は、クラッ
14、17で、1.4590、Geをドープしたコ
ア膜15で1.4691であり、屈折率差は約0.7%
であった。
As in Reference Example 1, an optical waveguide was manufactured through the steps shown in FIG. The refractive index of each quartz film is 1.4590 for the cladding layers 14 and 17 and 1.4691 for the core film 15 doped with Ge, and the refractive index difference is about 0.7%.
Met.

【0137】光導波路のコア層3に、参考例1と同様
に、強い紫外光(エキシマレーザ、KrF:波長248
nm)を照射し、コア層3に光誘起による屈折率変化を
形成した。エキシマレーザ照射後、RIE法により、上
クラッド層17をエッチングで取り除き、コア層3を表
面とし、屈折率測定を行ったところ、1.4710と大
きな屈折率変化が生じていた。
As in Reference Example 1, strong ultraviolet light (excimer laser, KrF: wavelength 248) was applied to the core layer 3 of the optical waveguide.
nm) to form a refractive index change in the core layer 3 induced by light. After the excimer laser irradiation, the upper cladding layer 17 was removed by etching by the RIE method, and the refractive index was measured using the core layer 3 as the surface. As a result, a large change in the refractive index was found to be 1.4710.

【0138】また、直線導波路型グレーティングを作製
し、反射率と帯域を測定したところ、反射率99.9
%、帯域3.0nm、導波路損失2dBであり、光フィ
ルタとして使用できる特性であった。
A linear waveguide grating was manufactured, and its reflectance and band were measured.
%, A band of 3.0 nm, and a waveguide loss of 2 dB, which are characteristics that can be used as an optical filter.

【0139】参考例5.本参考例は、参考 例4において、石英膜の成膜を熱分解
CVD法で実施したものである。熱分解CVD装置も
例4と同様に4個の原料容器8を備えており、4種類
のCVD原料蒸気を同時に基板1上に供給できる。各原
料は、温度制御可能な密閉容器に充填され、原料蒸気の
流量調整が正確にできる流量調節器により、それぞれの
蒸気の流量を独立に制御でき、4種類のアルコキシド原
料を任意の割合で反応管9内の基板1上へ輸送すること
が可能である。
Reference Example 5 In the present embodiment , a quartz film is formed by the thermal decomposition CVD method in the embodiment 4. San thermal decomposition CVD apparatus
Remarks Example 4 and provided with four material container 8 as well, it can be supplied onto the substrate 1 at the same time four types of CVD material vapor. Each raw material is filled in a temperature-controllable closed container, and the flow rate of each vapor can be controlled independently by a flow controller that can accurately control the flow rate of the raw material vapor, and four types of alkoxide raw materials can react at an arbitrary ratio. It is possible to transport onto the substrate 1 in the tube 9.

【0140】反応管9へは、亜酸化窒素ガス(N2O)
を導入し、基板1温度を950℃として、原料の分解・
反応を促進させ、設置した基板1に成膜する。基板1
は、3インチ径のシリコン基板を使用した。成膜速度
は、4μm/時間であった。熱分解CVD法は、オゾン
酸化CVD法、プラズマCVD法などに比べて成膜速度
が遅い。
To the reaction tube 9, nitrous oxide gas (N 2 O)
Is introduced, the temperature of the substrate 1 is set to 950 ° C.,
The reaction is promoted, and a film is formed on the placed substrate 1. Substrate 1
Used a silicon substrate having a diameter of 3 inches. The deposition rate was 4 μm / hour. The thermal decomposition CVD method has a lower film formation rate than the ozone oxidation CVD method, the plasma CVD method, or the like.

【0141】参考例4と同様に作製した各石英膜の屈折
率は、クラッドで、1.4585、Geをドープした
コア膜15で1.4685であり、屈折率差は約0.8
%であった。
The refractive index of each quartz film produced in the same manner as in Reference Example 4 was 1.4585 for the cladding layer and 1.4687 for the core film 15 doped with Ge, and the refractive index difference was about 0.8.
%Met.

【0142】光導波路のコア層3に、参考例4と同様
に、強い紫外光(エキシマレーザ、KrF:波長248
nm)を照射し、導波路のコア膜に光誘起による屈折率
変化を形成し、コア層の屈折率測定を行ったところ、
1.4698と屈折率変化が生じていた。しかし、屈折
率変化量は、従来の火炎堆積法にくらべれば、大きいも
のの参考例1〜4よりは小さい変化であった。
As in Reference Example 4, strong ultraviolet light (excimer laser, KrF: wavelength 248) was formed on the core layer 3 of the optical waveguide.
nm), a light-induced change in the refractive index was formed in the core film of the waveguide, and the refractive index of the core layer was measured.
The refractive index change was 1.4698. However, the change in the refractive index was larger than that of the conventional flame deposition method, but was smaller than that of Reference Examples 1 to 4.

【0143】参考例6.本参考例は、参考 例4において、石英膜の成膜を光CV
D法で実施したものである。光CVD法でも、4個の原
料容器を備えており、4種類のCVD原料蒸気を同時に
基板上に供給できる。各原料は、温度制御可能な密閉容
器に充填され、原料蒸気の流量調整が正確にできる流量
調節器により、それぞれの蒸気の流量を独立に制御で
き、4種類のアルコキシド原料を任意の割合で反応管内
の基板上へ輸送することが可能である。
Reference Example 6 In this reference example , a quartz film was formed by using a light CV
It was carried out by method D. Even in the photo CVD method, four source containers are provided, and four types of CVD source vapors can be simultaneously supplied onto the substrate. Each raw material is filled in a temperature-controllable closed container, and the flow rate of each vapor can be controlled independently by a flow controller that can accurately control the flow rate of the raw material vapor, and four types of alkoxide raw materials can react at an arbitrary ratio. It is possible to transport onto the substrate in the tube.

【0144】反応管へは、酸素ガスを導入し、原料の分
解、SiO2の合成を促進させるため、紫外光線を反応
管内の基板付近に照射した。また基板温度を850℃と
し、原料の分解・反応を促進させ、反応管内に設置した
基板に成膜する。基板は、3インチ径のシリコン基板を
使用した。成膜速度は、4μm/時間とした。
An oxygen gas was introduced into the reaction tube, and ultraviolet rays were applied to the vicinity of the substrate in the reaction tube in order to promote the decomposition of the raw material and the synthesis of SiO 2 . The temperature of the substrate is set to 850 ° C. to promote the decomposition and reaction of the raw materials, and a film is formed on the substrate placed in the reaction tube. As the substrate, a silicon substrate having a diameter of 3 inches was used. The deposition rate was 4 μm / hour.

【0145】参考例4と同様に作製した各石英膜の屈折
率は、クラッドで、1.4595、Geをドープした
コア膜で1.4725であった。
The refractive index of each quartz film produced in the same manner as in Reference Example 4 was 1.4595 for the cladding layer and 1.4725 for the Ge-doped core film.

【0146】光導波路のコア層3に、参考例4と同様
に、強い紫外光(エキシマレーザ、KrF:波長248
nm)を照射し、導波路のコア膜に光誘起による屈折率
変化を形成し、コア層の屈折率測定を行ったところ、
1.4741と屈折率変化が生じていた。
As in Reference Example 4, strong ultraviolet light (excimer laser, KrF: wavelength 248) was formed on the core layer 3 of the optical waveguide.
nm), a refractive index change induced by light was formed on the core film of the waveguide, and the refractive index of the core layer was measured.
The refractive index changed to 1.4741.

【0147】なお、参考例1〜6において、原料容器の
数を4個としたが、この数は特に限定されるものではな
く添加する元素の種類に依存する。
In the reference examples 1 to 6, the number of raw material containers is four, but this number is not particularly limited and depends on the type of element to be added.

【0148】参考例7.本参考例は、参考 例1のオゾン酸化型CVD法におい
て、真空度を1Torr(参考例1は50Torr)に
して成膜を行うものである。その結果、成膜速度は、1
0μm/時から5μm/時と遅くなりコア膜の屈折率
も、1.4680(参考例1は1.4682)と僅かに変
化した。
Reference Example 7 This reference example, the ozone oxidized CVD method of Reference Example 1, 1 Torr vacuum degree (Reference Example 1 50 Torr) in which a film is formed on. As a result, the deposition rate is 1
From 0 μm / hour to 5 μm / hour, the refractive index of the core film slightly changed to 1.4680 (1.4682 in Reference Example 1).

【0149】本参考例の導波路のコア膜に、エキシマレ
ーザを参考例1の照射条件で照射したところ、屈折率変
化は、0.0025と参考例1の0.0018に比べて
大きな値を示した。この大きな屈折率変化は、真空度を
上げることによって、コア膜中の酸素欠陥濃度が増えた
ため、酸素欠陥に起因する屈折率変化が大きくなったも
のと考えられる。
[0149] The core layer of the waveguide of the present embodiment was irradiated with excimer laser irradiation conditions of Reference Example 1, the refractive index change, the larger value as compared with 0.0018 0.0025 Reference Example 1 Indicated. This large change in the refractive index is considered to be because the concentration of oxygen defects in the core film was increased by increasing the degree of vacuum, and the change in the refractive index caused by the oxygen defects was increased.

【0150】参考例8.本参考例は、参考 例1のオゾン酸化型CVD法(真空度
は50Torr)によって成膜を行った後に、基板温度
500℃、真空度1mTorrで2時間処理した後、室
温に降温するものである。その結果、コア膜の屈折率
は、1.4679と参考例1に比べ僅かに低い値であっ
た。
Reference Example 8 In the present reference example, after forming a film by the ozone oxidation type CVD method (the degree of vacuum is 50 Torr) of the reference example 1, the substrate temperature is 500 ° C., the treatment is performed at a degree of vacuum of 1 mTorr for 2 hours, and then the temperature is lowered to room temperature. . As a result, the refractive index of the core film was 1.4679, which was slightly lower than that of Reference Example 1.

【0151】本参考例の導波路のコア膜に、エキシマレ
ーザを参考例1と同様の照射条件で照射したところ、屈
折率変化は、0.0026と大きな値を示した。この大
きな屈折率変化は、成膜後の真空熱処理が、参考例6と
同様に、コア膜中の酸素欠陥濃度を増やす働きがあり、
その結果、酸素欠陥に起因する屈折率変化が大きくなっ
たものと考えられる。
[0151] The core layer of the waveguide of the present embodiment was irradiated with an excimer laser under the same irradiation conditions as in Reference Example 1, the refractive index change, showed a large value as 0.0026. This large change in the refractive index causes the vacuum heat treatment after the film formation to increase the oxygen defect concentration in the core film, as in Reference Example 6.
As a result, it is considered that the change in the refractive index caused by the oxygen deficiency increased.

【0152】実施例1. 本実施例は、弱い紫外光照射でも、均一な屈折率変化を
持つグレーティングを作製できるもので、プラズマCV
D法による石英膜の成膜について、以下に説明する。
[0152]Embodiment 1 FIG.  In this embodiment, even with weak ultraviolet light irradiation, a uniform change in the refractive index is obtained.
That can produce a grating with a plasma CV
The formation of the quartz film by the method D will be described below.

【0153】使用した原料は、TEOS、TEB、TE
G、TEPであった。各原料は、それぞれの蒸気圧を考
えて、TEOSを75℃、TEBを45℃、TEGを6
5℃、TEPを60℃のように加温した。
The raw materials used were TEOS, TEB, TEB
G, TEP. Considering the vapor pressure of each raw material, TEOS is 75 ° C, TEB is 45 ° C, and TEG is 6
5 ° C, TEP was heated to 60 ° C.

【0154】原料蒸気の流量は、上及び下クラッド
成膜に対して、TEOSを5cc/分、TEBを1cc
/分とし、コア膜の高屈折率層の成膜に対して、TEO
Sを5cc/分、TEBを0.3cc/分とし、TEG
を0.5から0.3cc/分、TEPを0.2から0.
6cc/分と変化させた。
The flow rates of the raw material vapor were 5 cc / min for TEOS and 1 cc for TEB for forming the upper and lower cladding layers.
/ Min, TEO for forming the high refractive index layer of the core film.
S is 5 cc / min, TEB is 0.3 cc / min, and TEG
From 0.5 to 0.3 cc / min and TEP from 0.2 to 0.3 cc / min.
It was changed to 6 cc / min.

【0155】コア膜の高屈折率層をプラズマCVD法に
より成膜する際に、Geの添加量は、はじめ0.5cc
/分(0μm厚時)、最後は0.3cc/分(8μm厚
時)、Pの添加量は、はじめ0.2cc/分(0μm厚
時)、最後は0.6cc/分(8μm厚時)と、コア膜
の厚さ方向に変化させる。
When forming the high refractive index layer of the core film by the plasma CVD method, the amount of Ge added is initially 0.5 cc.
/ Min (at a thickness of 0 μm), lastly 0.3 cc / min (at a thickness of 8 μm), the amount of P added was 0.2 cc / min (at a thickness of 0 μm) at the beginning, and 0.6 cc / min at the end (at a thickness of 8 μm). ) And in the thickness direction of the core film.

【0156】作製した各石英膜の屈折率は、クラッド
で、1.4590、Geをドープしたコア膜で1.46
90であり、屈折率差は約0.7%であった。
The refractive index of each manufactured quartz film was 1.4590 for the cladding layer and 1.46 for the core film doped with Ge.
90, and the refractive index difference was about 0.7%.

【0157】本実施例の導波路のコア膜に所定の幅のコ
ア層を形成した光導波路に、弱い紫外光(エキシマレー
ザ、KrF:波長248nm、エネルギー密度:2mJ
/c /pulse)を照射し、コア層に光誘起による
屈折率変化を形成し、コア層の表面側と基板側の屈折率
測定を行ったところ、それぞれ1.4703及び1.4
702とほとんど同じ屈折率であった。
A weak ultraviolet light (excimer laser, KrF: wavelength 248 nm, energy density: 2 mJ) was applied to an optical waveguide in which a core layer having a predetermined width was formed on the core film of the waveguide of this embodiment.
/ cm 2 / pulse) to form a refractive index change induced by light on the core layer, and the refractive indices of the surface side and the substrate side of the core layer were measured.
The refractive index was almost the same as 702.

【0158】光誘起屈折率変化は、Geと酸素欠陥の濃
度に主に依存する。そのため、照射する紫外光の強度が
弱く、数mJ/cm2/pulse程度の光では、コア
層の屈折率を十分変化させることができない。そのた
め、コア層の表面近くと基板面側での屈折率変化に差を
生じてしまうことがあった。
The photo-induced refractive index change mainly depends on the concentrations of Ge and oxygen vacancies. Therefore, the intensity of the ultraviolet light to be irradiated is weak, and the light of about several mJ / cm 2 / pulse cannot sufficiently change the refractive index of the core layer. For this reason, there is a case where a difference occurs between the refractive index change near the surface of the core layer and the refractive index change on the substrate surface side.

【0159】コア膜に、Ge、Pを添加していくと両方
の元素によって屈折率が上昇するが、上昇率は、Geの
添加の方がP添加よりも大きな効果がある。本実施例に
よれば、GeとPの添加量をコア膜の厚さ方向に変化さ
せることによって、弱い紫外光照射でも、均一な屈折率
変化を持つ導波路型グレーティングを作製することがで
きる。
When Ge and P are added to the core film, the refractive index increases due to both elements, but the increase rate is greater when Ge is added than when P is added. According to the present embodiment, by changing the addition amounts of Ge and P in the thickness direction of the core film, it is possible to produce a waveguide type grating having a uniform refractive index change even with weak ultraviolet light irradiation.

【0160】[0160]

【0161】[0161]

【0162】なお、参考例1〜8、実施例1において、
照射する紫外光は、エキシマレーザのKrF、248n
mを使用したが、もっと低波長のエキシマレーザAr
F、193nmや長波長のアルゴンレーザ488nmで
も同様の効果が得られる。
[0162] In addition, Reference Examples 1 to 8, Oite in Example 1,
The ultraviolet light to be irradiated is KrF of excimer laser, 248n
m, but a lower wavelength excimer laser Ar
The same effect can be obtained with F, 193 nm or a long wavelength argon laser of 488 nm.

【0163】また、キャリアガスを使用しないで、原料
を温度制御可能な密閉容器に入れ、原料蒸気の流量を正
確に制御できるマスフローコントローラを使用すること
も可能である。
It is also possible to use a mass flow controller capable of accurately controlling the flow rate of the raw material vapor by placing the raw material in a temperature-controlled closed container without using a carrier gas.

【0164】実施例. 本実施例は、位相マスクを導波路に強く押し当ててグレ
ーティングを作製した例について説明する。グレーティ
ングパターンは、光を位相マスクを介して導波路に照射
する際、位相マスクでの光の回折により、通常0次、±
1次、±2次、±n次等の干渉により回折パターンが形
成される。これらの光の回折角度は、それぞれ、0θ
度、θ度、2θ度、nθ度であり、位相マスクと導波路
の距離が数mm離れれば3次以上の高次光は、関係しな
い。
Embodiment 2 FIG. In this embodiment, an example in which a grating is manufactured by strongly pressing a phase mask against a waveguide will be described. When irradiating light to a waveguide through a phase mask, the grating pattern is normally 0th-order, ±
A diffraction pattern is formed by interference of the first order, ± 2 order, ± n order, and the like. The diffraction angles of these lights are respectively 0θ
Degrees, θ degrees, 2θ degrees, and nθ degrees, and if the distance between the phase mask and the waveguide is several millimeters, higher-order light of the third order or higher does not matter.

【0165】しかし、距離を数100μm程度にする
と、0次、±1次、±2次の光が回折パターンに関与し
てくる。通常、所望の周期パターンを得るには、+1次
と−1次の干渉、0次と±1次の干渉を利用することが
多い。+1次と−1次の干渉では、位相マスクの周期と
同じ周期の回折パターンが導波路に形成され、0次と±
1次の干渉では、位相マスクの周期の1/2の周期の回
折パターンが導波路に形成される。0次、±1次、±2
次の回折光の強度は、位相マスクの形状により予め設定
できる。例えば、位相マスクの位相差をπとすれば0次
光を数%以下に下げられる。位相マスクの回折格子の形
状を矩形からsin曲線にすれば、±2次を抑圧でき
る。
However, when the distance is set to about several 100 μm, the 0th order, ± 1st order, and ± 2nd order light participate in the diffraction pattern. Usually, in order to obtain a desired periodic pattern, +1 order and −1 order interference and 0 order and ± 1 order interference are often used. In the +1 order and −1 order interference, a diffraction pattern having the same period as the period of the phase mask is formed in the waveguide, and the 0 order and ±
In the first-order interference, a diffraction pattern having a half period of the phase mask is formed on the waveguide. 0 order, ± 1 order, ± 2
The intensity of the next diffracted light can be preset according to the shape of the phase mask. For example, if the phase difference of the phase mask is π, the zero-order light can be reduced to several percent or less. If the shape of the diffraction grating of the phase mask is changed from a rectangular shape to a sin curve, the ± 2 order can be suppressed.

【0166】本実施例においては、+1次と−1次の干
渉を利用した位相マスクを使用して導波路に位相マスク
の周期と同じ周期のグレーティングパターンを形成し
た。位相マクスの周期は、1068nmで、レリーフ
は、矩形構造のマスクを使用した。照射光は、エキシマ
レーザの248nm光で、照射条件は、実施例1と同じ
にした。その際、位相マスクと導波路の間隔を1cm、
5mm、1mm,0mmと変えて作製した。
In the present embodiment, a grating pattern having the same period as that of the phase mask is formed in the waveguide using a phase mask utilizing the +1 order and −1 order interference. The phase mask had a period of 1068 nm, and the relief used was a rectangular mask. The irradiation light was 248 nm light from an excimer laser, and the irradiation conditions were the same as in Example 1. At that time, the distance between the phase mask and the waveguide was 1 cm,
It was manufactured by changing to 5 mm, 1 mm, and 0 mm.

【0167】表1に、位相マスクと導波路の間隔を変え
て作製した光フィルタの反射光の1次光の強度をピーク
強度で規格化した結果を示す。表から、間隔が5mm以
上では、光照射時に高次の回折光が無いため単純間隔の
グレーティングが導波路に形成され、その結果、作製し
た光フィルタでは、1次の反射光強度が大きく残ってし
まう。間隔が5mmより小さい場合、特に、間隔が1m
m以下では、2次の回折光も導波路に存在し、グレーテ
ィング周期が単純でなく、複数の強度の異なる周期が入
り込んだ複雑なグレーティングになり、その結果、作製
した光フィルタでは、1次の反射光強度が7%以下に減
少する。
Table 1 shows the result of normalizing the intensity of the primary light of the reflected light of the optical filter manufactured by changing the interval between the phase mask and the waveguide by the peak intensity. From the table, when the interval is 5 mm or more, since there is no higher-order diffracted light at the time of light irradiation, a grating having a simple interval is formed in the waveguide, and as a result, in the manufactured optical filter, the primary reflected light intensity remains largely. I will. When the interval is smaller than 5 mm, particularly, the interval is 1 m
At m or less, the second-order diffracted light also exists in the waveguide, and the grating period is not simple, but becomes a complicated grating including a plurality of periods having different intensities. The reflected light intensity decreases to 7% or less.

【0168】[0168]

【表1】 [Table 1]

【0169】参考例9. 図6は、参考例1の直線導波路を適用した光フィルタ
で、幅6μmの導波路の2個の3dBカプラ18、18
間に5mm長の導波路型グレーティング19を形成した
マッハツェンダー型光フィルタである。
[0169]Reference Example 9.  FIG.Reference Example 1Applied linear waveguideOptical filter
so,Two 3 dB couplers 18, 18 in a 6 μm wide waveguide
A 5 mm long waveguide grating 19 was formed between them.
MachZenderIt is a type optical filter.

【0170】作製したマッハツェンダー型光フィルタの
波長特性は、エルビウムドープ型ファイバアンプの広帯
域光源を使用して測定した。図6に示したように、ポー
ト20から、波長多重した光信号を入射すると、導波路
型グレーティング19で反射しない波長の光信号がポー
ト23から出力され、導波路型グレーティング19で反
射する波長の光信号がポート21から出力する。
The wavelength characteristics of the produced Mach-Zehnder optical filter were measured using a broadband light source of an erbium-doped fiber amplifier. As shown in FIG. 6, when a wavelength-multiplexed optical signal is input from the port 20, an optical signal having a wavelength not reflected by the waveguide grating 19 is output from the port 23 and has a wavelength reflected by the waveguide grating 19. An optical signal is output from the port 21.

【0171】また、導波路型グレーティング19で反射
する波長の光信号をポート22から入射すると、ポート
23からポート20の光信号と多重されて出力される。
このような光フィルタは、波長多重通信における光信号
の合分波器やADM(Add Drop Multip
lexer)として使用される。
When an optical signal having a wavelength reflected by the waveguide type grating 19 is input from the port 22, it is multiplexed from the port 23 with the optical signal of the port 20 and output.
Such an optical filter is an optical signal multiplexer / demultiplexer or ADM (Add Drop Multipump) in wavelength division multiplexing communication.
lexer).

【0172】図7は、上記作製したマッハツェンダー
光フィルタの合分波特性を表す図である。図において、
横軸は、波長(nm)、縦軸は、光強度(dB)で、透
過特性は、中心波長が1567nm、帯域が1.8n
m、透過損失が25dBであり、反射特性は、中心波長
が1567nm、帯域が2nm、反射率が25dBであ
った。
FIG. 7 is a diagram showing the multiplexing / demultiplexing characteristics of the Mach-Zehnder type optical filter manufactured as described above . In the figure,
The horizontal axis is the wavelength (nm), the vertical axis is the light intensity (dB), and the transmission characteristic is that the center wavelength is 1567 nm and the band is 1.8 n.
m, the transmission loss was 25 dB, and the reflection characteristics were a central wavelength of 1567 nm, a band of 2 nm, and a reflectivity of 25 dB.

【0173】参考例10. 図8は、他の光フィルタで、幅10mm、長さ30mm
のシリコン基板にグレーティングピッチの異なる第1の
導波路型グレーティング19a〜第8の導波路型グレー
ティング19hを有する第1光フィルタ24aから第8
光フィルタ24hを作り込んだ集積化光フィルタであ
る。
[0173]Reference example 10.  FIG.Is the otherOptical filter, width 10mm, length 30mm
Of different grating pitches on a silicon substrate
Waveguide type grating 19a to eighth waveguide type gray
From the first optical filter 24a having the
An integrated optical filter incorporating the optical filter 24h.
You.

【0174】各光フィルタ24a〜24hは、導波路幅
6μm、導波路間隔は、250μm、コア層とクラッド
層の屈折率差は0.7%とした。
Each of the optical filters 24a to 24h had a waveguide width of 6 μm, a waveguide interval of 250 μm, and a difference in refractive index between the core layer and the cladding layer of 0.7%.

【0175】図9は、上記集積化光フィルタの製造プロ
セスを示す工程図である。図9に示すように、参考例1
の直線導波路を適用して、8個の光フィルタ用導波路2
9を作製(工程(a))した後、第1光フィルタ24a
の直線部分に、窓をもつ金属マスク30の窓を置き(工
程(b))、光照射して位相マスクにより直線部分に位
相マスクのピッチに応じた回折パターンをつくり、第1
の導波路型グレーティング19aを作製する。順次、第
2光フィルタ〜第8光フィルタの直線部分に窓をもつよ
うに金属マスク30を置き、光照射して位相マスクによ
り位相マスクのピッチに応じた回折パターンをつくり、
第2の導波路型グレーティング19b〜第8の導波路型
グレーティング19hを作製し、各光フィルタ24a〜
24hを、16芯のリボンファイバと接続する。
[0175] Figure 9 is a process diagram showing the manufacturing process of the integrated optical filter. As shown in FIG. 9, Reference Example 1
8 optical filter waveguides 2
9 (process (a)), the first optical filter 24a
A window of the metal mask 30 having a window is placed on the linear portion (step (b)), and light is irradiated to form a diffraction pattern according to the pitch of the phase mask on the linear portion by the phase mask.
Is manufactured. The metal mask 30 is sequentially placed so as to have a window in the linear portion of the second to eighth optical filters, and is irradiated with light to form a diffraction pattern corresponding to the pitch of the phase mask by the phase mask.
The second waveguide type grating 19b to the eighth waveguide type grating 19h are manufactured, and each of the optical filters 24a to 24h is manufactured.
24h is connected to a 16-core ribbon fiber.

【0176】表2に、これらの個々の光フィルタの反射
中心帯域及び反射波長の帯域幅を示す。
Table 2 shows the reflection center band and the reflection wavelength bandwidth of these individual optical filters.

【0177】[0177]

【表2】 [Table 2]

【0178】狭帯域のDFBレーザを、表2の光フィル
タの中心波長に合わせてそれぞれ準備し波長多重する。
その後、図8に示すように、波長多重した光を25aか
ら入射すると、第1光フィルタ24aでは、中心波長1
510.3nm、1.5nmの帯域で反射して、端子2
6aからこの波長に対応したレーザ光が出力された。こ
れ以外の波長の光は、28aから出力された。次に、端
子28aと端子27bを接続すると、中心波長152
0.1nm、1.6nmの帯域で反射して、端子28b
からこの波長に対応したレーザ光が出力された。これ以
外の波長光は端子26bから出力された。以下同様に、
端子を接続して、8個の光フィルタを縦列に接続する
と、それぞれの光フィルタの波長特性に対応して波長分
岐ができた。
A narrow-band DFB laser is prepared according to the center wavelength of the optical filter shown in Table 2 and wavelength-division multiplexed.
Then, as shown in FIG. 8, when wavelength-multiplexed light is incident from 25a, the first optical filter 24a causes the center wavelength 1
Reflected in the band of 510.3 nm and 1.5 nm, the terminal 2
6a output a laser beam corresponding to this wavelength. Light of other wavelengths was output from 28a. Next, when the terminal 28a and the terminal 27b are connected, the center wavelength 152
The light is reflected in the band of 0.1 nm and 1.6 nm,
Output a laser beam corresponding to this wavelength. The other wavelength light was output from the terminal 26b. Similarly,
When the terminals were connected and eight optical filters were connected in tandem, wavelength branching was performed according to the wavelength characteristics of each optical filter.

【0179】同様に、端子27aから中心波長151
0.3nm、帯域1.0nmのDFBレーザ光を入力し
たところ端子28aから合波されて出力された。これよ
り、8波の波長多重光の分岐挿入を確認した。尚、本
例では、光フィルタから分岐した波長λ 挿入した
波長λ は、同一であるが、別な波長を挿入しても同様
の効果が得られた。
Similarly, the center wavelength 151 is connected to the terminal 27a.
When a DFB laser beam of 0.3 nm and a band of 1.0 nm was input, it was multiplexed from the terminal 28a and output. From this, it was confirmed that eight wavelength multiplexed lights were dropped and inserted. In addition, this ginseng
The considered example, the wavelength lambda 1 that has been inserted with the wavelength lambda 1 that has branched from the optical filter is the same, the same effect is obtained even by inserting a different wavelength.

【0180】本参考例では、ファイバで接続したが、こ
れを導波路で接続しても同様の効果がある。この場合、
ファイバの接続に比べ接続部での損失が小さくできる。
しかし、接続導波路の曲線の曲率を小さくできないの
で、寸法はファイバ接続に比べ同等か少し大きくなる。
[0180] In this reference example, it was connected by a fiber, a similar effect can be interconnected using the waveguide. in this case,
The loss at the connection portion can be reduced as compared with the connection of the fiber.
However, since the curvature of the curve of the connecting waveguide cannot be reduced, the dimensions are equal to or slightly larger than those of the fiber connection.

【0181】参考例11. 図10は、他の光フィルタで、幅10mm、長さ30m
mのシリコン基板に曲率の異なる曲線導波路を有する第
1光フィルタ24aと第2光フィルタ4bを作り込んだ
集積化光フィルタである。それぞれの光フィルタ24
a、24bは、導波路幅が6μm、導波路間隔が250
μm、コア層とクラッド層の屈折率差は0.7%とし
た。第1光フィルタ24aの導波路型グレーティング1
9aは、直線導波路に形成した(θ=0度、θ:導波路
に直角な方向からのグレーティングの傾き角)。第2光
フィルタ24bの導波路型グレーティング19bは、θ
を5度になるように曲率を決めた曲線導波路にグレーテ
ィングを形成した。
Reference Example 11 FIG. 10 shows another optical filter having a width of 10 mm and a length of 30 m.
This is an integrated optical filter in which a first optical filter 24a and a second optical filter 4b having curved waveguides having different curvatures are formed on an m silicon substrate. Each optical filter 24
a and 24b have a waveguide width of 6 μm and a waveguide interval of 250 μm.
μm, and the refractive index difference between the core layer and the cladding layer was 0.7%. Waveguide grating 1 of first optical filter 24a
9a was formed in a straight waveguide (θ = 0 °, θ: inclination angle of the grating from a direction perpendicular to the waveguide). The waveguide-type grating 19b of the second optical filter 24b has θ
Was formed in a curved waveguide having a curvature determined to be 5 degrees.

【0182】図11は、導波路の角度θと曲線でのグレ
ーティングピッチx1の関係を説明する原理図である。
図から、導波路の角度θとグレーティングピッチx1
関係は、次式(3)で表せられる。a1は、本来のグレ
ーティングピッチを表す。
FIG. 11 is a principle diagram for explaining the relationship between the angle θ of the waveguide and the grating pitch x 1 on the curve.
From the figure, the relationship of the angle θ and the grating pitch x 1 of the waveguide is expressed by the following equation (3). a 1 represents the original grating pitch.

【0183】 曲線でのグレーティングピッチx1=a1/cos(θ)……(3)The grating pitch x 1 = a 1 / cos (θ) on the curve (3)

【0184】本来のグレーティングピッチa1を107
8nmとすると、5度傾いたグレーティング周期x
1は、(3)式より、1082.1nmになる。このよ
うに、曲率を変えた2個の光フィルタ24a、24b
は、同じピッチの位相マスクを使用してグレーティング
を作製して、1078nmと1082.1nmというよ
うな、2種類の波長を分岐挿入できるデバイスが作製で
きる。
The original grating pitch a 1 is set to 107
Assuming 8 nm, grating period x tilted 5 degrees
1 becomes 1082.1 nm from the equation (3). Thus, the two optical filters 24a and 24b having different curvatures
Can fabricate a grating using phase masks of the same pitch to produce a device that can add and drop two types of wavelengths, such as 1078 nm and 1082.1 nm.

【0185】実施例. 本実施例は、波長多重光伝送システムの一実施例で、一
方向から来た波長多重光を2方向に分岐する光分岐回路
を波長選択性結合器と方向性結合器を用いて実現したも
のである。波長選択性結合器と方向性結合器は、参考例
1〜11、実施例1と同様の技術を使用して作製した。
Embodiment 3 FIG. This embodiment is an embodiment of a wavelength division multiplexing optical transmission system in which an optical branch circuit for branching a wavelength division multiplexed light coming from one direction into two directions is realized by using a wavelength selective coupler and a directional coupler. It is. Wavelength-selective coupler and directional coupler are reference examples
1 to 11 were manufactured using the same technology as in Example 1 .

【0186】図12は、本実施例を示す構成図である。
図において、31は光分岐回路、24a、24b、24
cは光フィルタで、光フィルタ24a、24b、24c
は、方向性結合器としての3dBカプラ32、波長選択
性反射器としての本発明の導波路型グレーティング19
a、19b、19c及び屈折率調整部33を備える。3
4a、34bは3dBカプラ32の前段の端子、35
a、35bは3dBカプラ32の後段の端子である。3
つの光フィルタ24a、24b、24cの片方の3dB
カプラ32が隣の光フィルタの3dBカプラ32と接続
される。
FIG. 12 is a block diagram showing the present embodiment.
In the figure, 31 is an optical branching circuit, 24a, 24b, 24
c is an optical filter, and optical filters 24a, 24b, 24c
Is a 3 dB coupler 32 as a directional coupler, and the waveguide type grating 19 of the present invention as a wavelength selective reflector.
a, 19b, 19c and a refractive index adjusting unit 33. 3
4a and 34b are terminals at the previous stage of the 3 dB coupler 32;
a and 35b are terminals at the subsequent stage of the 3dB coupler 32. 3
3dB of one of the two optical filters 24a, 24b, 24c
The coupler 32 is connected to the 3 dB coupler 32 of the adjacent optical filter.

【0187】光フィルタ24aの端子35aと光フィル
タ24bの端子35b、光フィルタ24bの端子35a
と光フィルタ24cの端子35b、さらに、光フィルタ
24cの端子35aと光フィルタ24aの端子35bが
それぞれ接続される。また、3つの光フィルタ24a、
24b、24cの3dBカプラ32の前段の端子34
a、34bは、図12に示すように光分岐回路31への
入出力ファイバ36a、36b、37a、37b、38
a、38bに接続される。光フィルタ24a、24b、
24cの導波路型グレーティング19a、19b、19
cのブラッグ波長は、すべてλ である。
Terminal 35a of optical filter 24a, terminal 35b of optical filter 24b, terminal 35a of optical filter 24b
And the terminal 35b of the optical filter 24c, and the terminal 35a of the optical filter 24c and the terminal 35b of the optical filter 24a are connected to each other. Also, three optical filters 24a,
Terminal 34 at the previous stage of 3 dB coupler 32 of 24b, 24c
a, 34b are input / output fibers 36a, 36b, 37a, 37b, 38 to / from the optical branch circuit 31, as shown in FIG.
a, 38b. Optical filters 24a, 24b,
24c waveguide gratings 19a, 19b, 19
Bragg wavelength of c are all λ 1.

【0188】入出力ファイバ36aから入力された波長
λ は、光フィルタ24aの端子34aから入射し、導
波路型グレーティング19aで反射され端子34bを経
て入出力ファイバ38bに出る。すなわち、入出力ファ
イバ36aから、入出力ファイバ38bへの経路設定
は、波長λにより自動的にきまる。光フィルタ24aの
端子34aから入射した波長λ 以外の波長は、導波路
型グレーティング19aを透過して端子35bに出力さ
れる。次いで、光フィルタ24cの端子35aに入射す
るが、また、導波路型グレーティング19cを透過して
端子34bを経て入出力ファイバ37bに出力する。す
なわち、波長λ 以外の波長は、入出力ファイバ36a
から37bに経路設定される。
The wavelength input from the input / output fiber 36a
λ 1 enters from the terminal 34a of the optical filter 24a, is reflected by the waveguide grating 19a, and exits through the terminal 34b to the input / output fiber 38b. That is, the route setting from the input / output fiber 36a to the input / output fiber 38b is automatically determined by the wavelength λ. Wavelength other than the wavelength lambda 1 that has entered from the terminal 34a of the optical filter 24a is outputted to the terminal 35b is transmitted through the waveguide grating 19a. Next, the light enters the terminal 35a of the optical filter 24c, passes through the waveguide grating 19c, and is output to the input / output fiber 37b via the terminal 34b. That is, the wavelengths other than the wavelength λ 1
To 37b.

【0189】同様に、入出力ファイバ37aから入射し
た波長λ は光フィルタ24bで反射して入出力ファイ
バ36bに出力し、入出力ファイバ37aから入射した
波長λ 以外の波長は入出力ファイバ38bに出力す
る。さらに、入出力ファイバ38aから入射した波長λ
は光フィルタ24cで反射して入出力ファイバ37b
に出力し、入出力ファイバ38aから入射した波長λ
以外の波長は入出力ファイバ36bに出力する。入出力
ファイバ36aから入射した波長λ のうち、導波路型
グレーティング19aで反射しきれずに通過するわずか
な成分は、すべて光フィルタ24cに向かう。そこで、
その大部分は、反射され光フィルタ24bに向かう。さ
らに、大部分が反射され再び光フィルタ24aに向か
う。実際は、導波路損により、消失しクロストークには
ならない。
[0189] Similarly, the wavelength lambda 1 that has entered from the input and output fiber 37a is reflected by the optical filter 24b outputs the output fiber 36b, a wavelength other than the wavelength lambda 1 that has entered from the input and output fiber 37a is input fiber 38b Output to Further, the wavelength λ incident from the input / output fiber 38a
Reference numeral 1 denotes an input / output fiber 37b reflected by the optical filter 24c.
And the wavelength λ 1 incident from the input / output fiber 38a.
Other wavelengths are output to the input / output fiber 36b. Of the wavelength lambda 1 that has entered from the input and output fibers 36a, minor component passing through without being completely reflected by the waveguide type grating 19a are all directed to the optical filter 24c. Therefore,
Most of the light is reflected toward the optical filter 24b. Further, most of the light is reflected and returns to the optical filter 24a. In fact, the loss does not result in crosstalk due to the waveguide loss.

【0190】一方、入出力ファイバ36aから入射した
波長λ 以外の波長のうち、端子35aに出る成分がわ
ずかにあるが、これは、光フィルタ24bの端子34b
へと向かう。入出力ファイバ37aの進行方向とは逆に
なるため、他の信号のクロストークにはならない。
[0190] On the other hand, of the wavelength other than the wavelength lambda 1 that has entered from the input and output fibers 36a, although components exiting the terminal 35a is slightly, this is the optical filter 24b terminal 34b
Head to. Since the direction is opposite to the traveling direction of the input / output fiber 37a, crosstalk of other signals does not occur.

【0191】以上のように、2つの3dBカプラ32と
2個の導波路型グレーティング19a、19b、19c
で構成した光フィルタ24a、24b、24cを3つス
ター状に接続することによりクロストークの小さい挿入
損失の小さい信頼性の高い波長多重光伝送システムが構
築できる。
As described above, the two 3 dB couplers 32 and the two waveguide gratings 19a, 19b, 19c
By connecting three optical filters 24a, 24b and 24c in a star configuration, a highly reliable wavelength multiplexing optical transmission system with small insertion loss and small crosstalk can be constructed.

【0192】なお、本実施例では、光フィルタから分岐
した波長λ と挿入した波長λ は、同一であるが、別
な波長を挿入しても同様の効果が得られる。
In this embodiment, the wavelength λ 1 branched from the optical filter and the inserted wavelength λ 1 are the same, but the same effect can be obtained by inserting another wavelength.

【0193】実施例. 本実施例は、分岐波長と挿入波長が同じ場合、本発明の
導波路型グレーティング2個を、3dBカプラを介して
縦列接続することによって、クロストークの発生を少な
くするものである。
Embodiment 4 FIG. In the present embodiment, when the branch wavelength and the insertion wavelength are the same, the occurrence of crosstalk is reduced by connecting two waveguide gratings of the present invention in cascade via a 3 dB coupler.

【0194】図13は、本実施例の構成図である。図に
おいて、39は送信機、40は光受信器、32a、32
b、32c、32dは3dBカプラ、19a、19bは
同一のブラッグ波長λ を有する導波路型グレーティン
グで、例えば参考例1に記載のものである。33a1、
33a2、33b1、33b2は屈折率調整部である。
41は光伝送路入力端子、42は分岐端子、43a、4
3bは3dBカプラ32bの後段の端子、44a,44
bは3dBカプラ32cの前段の端子、45は光伝送路
出力端子、46は挿入端子を表す。
FIG. 13 is a block diagram of the present embodiment. In the figure, 39 is a transmitter, 40 is an optical receiver, 32a, 32
b, 32c, 32d are 3dB couplers, 19a, 19b in the waveguide type grating having the same Bragg wavelength lambda 2, for example, those described in Reference Example 1. 33a1,
33a2, 33b1, and 33b2 are refractive index adjusting units.
41 is an optical transmission line input terminal, 42 is a branch terminal, 43a, 4
3b a subsequent stage of the terminals of the 3dB coupler 32 b, 44a, 44
b denotes a terminal at the previous stage of the 3 dB coupler 32c, 45 denotes an optical transmission line output terminal, and 46 denotes an insertion terminal.

【0195】光伝送路入力端子41から入射したWDM
光のうち、λ だけが導波路型グレーティング19aで
反射され、3dBカプラ32aの分岐端子42から取り
出すことができる。この時、3dBカプラ32aから導
波路型グレーティング19aまでの光路長が同じになる
ように屈折率調整部33a1を設けている。λ 以外の
波長の光は、導波路型グレーティング19aを透過し、
3dBカプラ32bに到達するが、ここでの位相差が逆
相になるように屈折率調整部32a2を設ける。その結
果、λ 以外の波長の光は、すべて端子43bから出力
される。
WDM incident from optical transmission line input terminal 41
Of the light, only lambda 2 is reflected by a waveguide grating 19a, it can be taken out from the branch terminal 42 of the 3dB coupler 32a. At this time, the refractive index adjusting unit 33a1 is provided so that the optical path length from the 3dB coupler 32a to the waveguide type grating 19a is the same. light of wavelengths other than lambda 2 is transmitted through the waveguide grating 19a,
Although the light reaches the 3 dB coupler 32b, a refractive index adjuster 32a2 is provided so that the phase difference here is reversed. As a result, light of wavelengths other than lambda 2 are all output from the terminal 43b.

【0196】出力したλ 以外の波長の光は、端子44
bから3dBカプラ32cを通して2つに分岐する。屈
折率調整部33b1と33b2により、3dBカプラ3
2cと32dの光路長が等しくなるように調整してある
ので、全ての光は光伝送路出力端子45へ透過する。一
方、挿入光は、挿入端子46に接続した光送信機39か
ら送信することによって端子45に出力される。動作
は、光伝送路入力端子41から入力したλ が分岐端子
42に出力したのと同じである。ここで、導波路型グレ
ーティング19bの反射率が100%でないため、透過
した僅かな光は3dBカプラ32dに到達するがほとん
どの光は端子44aから出力される。
The outputted light having a wavelength other than λ 2 is supplied to the terminal 44.
b branches into two through a 3 dB coupler 32c. The 3 dB coupler 3 is provided by the refractive index adjusters 33b1 and 33b2.
Since the optical path lengths of 2c and 32d are adjusted to be equal, all the light passes through the optical transmission line output terminal 45. On the other hand, the insertion light is output to the terminal 45 by transmitting from the optical transmitter 39 connected to the insertion terminal 46. The operation is the same as that when λ 2 input from the optical transmission line input terminal 41 is output to the branch terminal 42. Here, since the reflectivity of the waveguide grating 19b is not 100%, the transmitted slight light reaches the 3dB coupler 32d, but most of the light is output from the terminal 44a.

【0197】以上のように、2つの導波路型グレーティ
ング19a、19bを3dBカプラ32a、32b、3
2c、32dを介して縦列接続して、光分岐挿入回路を
構成することによって挿入光と分岐光のクロストークを
低減できる。
As described above, the two waveguide gratings 19a, 19b are connected to the 3 dB couplers 32a, 32b, 3b.
By cascade-connecting via 2c and 32d to form an optical add / drop circuit, crosstalk between the inserted light and the branched light can be reduced.

【0198】なお、本実施例では、光フィルタから分岐
した波長λ と挿入した波長λ は、同一であるが、別
な波長を挿入しても同様の効果が得られた。
In this embodiment, the wavelength λ 1 branched from the optical filter and the inserted wavelength λ 1 are the same, but the same effect can be obtained by inserting another wavelength.

【0199】[0199]

【発明の効果】請求項1及び2に係る発明によれば、C
VD法で光導波路を形成しているので、900℃以下の
比較的低い基板温度でも、透明な導波路が得られ、高温
による透明化処理を必要としないので、コア層中の酸素
欠陥密度が高くなり、光照射時の屈折率変化が大きく
り、均一な屈折率変化を有するグレーティングが得られ
る。
Effects of the Invention] According to the engaging Ru invention in claims 1 and 2, C
Since the optical waveguide is formed by the VD method, a transparent waveguide can be obtained even at a relatively low substrate temperature of 900 ° C. or less, and the transparentization treatment at a high temperature is not required. And the change in refractive index during light irradiation is large .
And a grating having a uniform refractive index change is obtained.
You.

【0200】[0200]

【0201】[0201]

【0202】[0202]

【0203】[0203]

【0204】請求項3に係る発明によれば、本発明の導
波路型グレーティングを適用して、高性能の光フィルタ
が得られる。
According to the third aspect of the present invention, a high-performance optical filter can be obtained by applying the waveguide grating of the present invention.

【0205】[0205]

【0206】[0206]

【0207】[0207]

【0208】[0208]

【0209】[0209]

【0210】[0210]

【0211】請求項4及び5に係る発明によれば、本発
明の導波路型グレーティングを適用して、高性能の波長
多重光伝送システムが得られ、一方向から来た波長多重
光を2方向に分岐する波長多重光伝送システムを得るこ
とができる。
According to the fourth and fifth aspects of the present invention, a high-performance wavelength multiplexing optical transmission system can be obtained by applying the waveguide grating of the present invention. And a wavelength division multiplexing optical transmission system can be obtained.

【0212】[0212]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施例になる導波路型グレーティ
ングを示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a waveguide grating according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の一実施例になる導波路型グレーティ
ングを製造するための成膜装置の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a film forming apparatus for manufacturing a waveguide grating according to one embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の一実施例になる導波路型グレーティ
ングを形成するための光導波路を製造する工程図であ
る。
FIG. 3 is a process chart for manufacturing an optical waveguide for forming a waveguide grating according to one embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の参考例になる導波路型グレーティン
グの波長特性を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating wavelength characteristics of a waveguide grating according to a reference example of the present invention.

【図5】 光導波路における光誘起屈折率変化とエキシ
マレーザ照射の関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a photo-induced refractive index change in an optical waveguide and excimer laser irradiation.

【図6】 本発明の参考例になるマッハツェンダー型光
フィルタを示す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a Mach- Zehnder optical filter according to a reference example of the present invention.

【図7】 本発明の参考例になるマッハツェンダー型光
フィルタの波長特性を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a wavelength characteristic of a Mach- Zehnder optical filter according to a reference example of the present invention.

【図8】 本発明の参考例になる集積化光フィルタを示
す構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram showing an integrated optical filter according to a reference example of the present invention.

【図9】 本発明の参考例になる集積化光フィルタを製
造する工程図である。
FIG. 9 is a process chart for manufacturing an integrated optical filter according to a reference example of the present invention.

【図10】 本発明の参考例になる集積化光フィルタを
示す構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram showing an integrated optical filter according to a reference example of the present invention.

【図11】 本発明の参考例になる集積化光フィルタに
おける原理を説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating the principle of an integrated optical filter according to a reference example of the present invention.

【図12】 本発明の一実施例になる波長多重光伝送シ
ステムの光分岐回路である。
FIG. 12 is an optical branch circuit of a wavelength division multiplexing optical transmission system according to an embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の他の実施例になる波長多重光伝送
システムの光分岐回路である。
FIG. 13 is an optical branch circuit of a wavelength division multiplexing optical transmission system according to another embodiment of the present invention.

【図14】 従来のファイバ型狭帯域透過フィルタを示
す構成図である。
FIG. 14 is a configuration diagram showing a conventional fiber type narrow band transmission filter.

【図15】 従来の導波路型の狭帯域透過フィルタを示
す構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram showing a conventional waveguide-type narrow band transmission filter.

【図16】 従来の火炎堆積法による石英膜形成装置を
示す模式図である。
FIG. 16 is a schematic view showing a conventional quartz film forming apparatus using a flame deposition method.

【図17】 光誘記屈折率変調によるグレーティングの
作製方法を示す模式図である。
FIG. 17 is a schematic view showing a method for producing a grating by optically induced refractive index modulation.

【図18】 従来の導波路型グレーティングの波長特性
を示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating wavelength characteristics of a conventional waveguide grating.

【図19】 従来の波長多重光伝送システムにおける光
分岐回路図である。
FIG. 19 is an optical branch circuit diagram in a conventional wavelength division multiplexing optical transmission system.

【図20】 従来の誘電体多層膜の光フィルタを示す構
成図である。
FIG. 20 is a configuration diagram showing a conventional dielectric multilayer optical filter.

【図21】 従来のリング型ネットワークにおける光フ
ィルタを示す構成図である。
FIG. 21 is a configuration diagram showing an optical filter in a conventional ring network.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板、2 下クラッド層、3 コア層、4 上クラ
ッド層、5 グレーティング、6、19、19a〜19
h、50 導波路型グレーティング、7 流量調節器、
8 原料容器、9 反応管、10酸素ガス導入口、11
オゾナイザー、12 キャリアガス導入口、13 排
出口、14 クラッド、15 コア膜、16導波炉
パターン、17 上クラッド、18、49,49a、
49b3dBカプラ、20、21、22、23、47、
47a〜47d、48 ポート、24a〜24h、65
a〜65c、66a〜66c 光フィルタ、25a〜2
5h、26a〜26h、27a〜27h、28a〜28
h、68、70、73端子、29、51、60 光導波
路、30 金属マスク、31、64 光分岐回路、32
方向性結合器としての3dBカプラ、33 屈折率調
整部、34a、34b、44a、44b 前段の端子、
35a、35b、43a、43b 後段の端子、36
a、36b、37a、37b、38a、38b 入出力
ファイバ、39 光送信機、40 光受信器、41 光
伝送路入力端子、42 分岐端子、45 光伝送路出力
端子、46 挿入端子、52〜55 液体原料、56
水素ガス、57 バーナ、58 ターンテーブル、59
位相マスク、60a、60c クラッド層、60b
導波路コア(コア層)、61 エキシマレーザ、62レ
リーフ状回折格子、63 グレーティング、67a〜6
7c レンズ、71b、203b 光送信器、204b
光受信器、72a、220a、220bファイバグレ
ーティング、221a、221b 屈折率調整部、22
2a、222b 2×2の3dBカプラ、223a、2
23b 3dBカプラ222aの前段の端子、223
c、223d 3dBカプラ222aの後段の端子、2
24a、224b 3dBカプラ222bの前段の端
子、224c、224d 3dBカプラ222bの後段
の端子
1 substrate, 2 the lower clad layer, 3 the core layer, 4 the upper cladding layer, 5 a grating, 6,19,19A~19
h, 50 waveguide grating, 7 flow controller,
8 raw material container, 9 reaction tube, 10 oxygen gas inlet, 11
Ozonizer, 12 carrier gas inlet, 13 outlet, 14 lower cladding layer , 15 core film, 16 waveguide pattern, 17 upper cladding layer , 18, 49, 49a,
49b3dB coupler, 20, 21, 22, 23, 47,
47a-47d, 48 ports, 24a-24h, 65
a-65c, 66a-66c Optical filter, 25a-2
5h, 26a-26h, 27a-27h, 28a-28
h, 68, 70, 73 terminals, 29, 51, 60 optical waveguide, 30 metal mask, 31, 64 optical branch circuit, 32
3 dB coupler as directional coupler, 33 refractive index adjustment unit, 34a, 34b, 44a, 44b
35a, 35b, 43a, 43b Subsequent terminals, 36
a, 36b, 37a, 37b, 38a, 38b Input / output fiber, 39 optical transmitter, 40 optical receiver, 41 optical transmission line input terminal, 42 branch terminal, 45 optical transmission line output terminal, 46 insertion terminal, 52 to 55 Liquid raw material, 56
Hydrogen gas, 57 burner, 58 turntable, 59
Phase mask, 60a, 60c Cladding layer, 60b
Waveguide core (core layer), 61 excimer laser, 62 relief diffraction grating, 63 grating, 67a-6
7c lens, 71b, 203b Optical transmitter, 204b
Optical receiver, 72a, 220a, 220b Fiber grating, 221a, 221b Refractive index adjuster, 22
2a, 222b 2 × 2 3 dB coupler, 223a, 2
23b Terminal in front of 3 dB coupler 222a, 223
c, 223d Terminal at the subsequent stage of 3dB coupler 222a, 2
24a, 224b Terminal at the preceding stage of the 3dB coupler 222b, 224c, 224d Terminal at the subsequent stage of the 3dB coupler 222b .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内川 英興 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−281016(JP,A) 特開 平5−241035(JP,A) 特開 平7−77620(JP,A) 特開 平8−86929(JP,A) 特開 平8−220317(JP,A) 特開 平1−202702(JP,A) 特開 昭63−303305(JP,A) 特開 平5−273426(JP,A) 国際公開96/9563(WO,A1) 国際公開94/784(WO,A1) M.Svalgard et.a l.,Electronics Let ters,1994年 8月18日,Vol. 30 No.17,pp.1401−1403 G.D.Maxwell et.a l.,Electronics Let ters,1993年 3月 4日,Vo l.29 No.5,pp.425−426 P.J.Lemaire et.a l.,Electronics Let ters,1993年 6月24日,Vol. 29 No.13,pp.1191−1194 M.J.Chawki et.a l.,Electronics Let ters,1995年 3月16日,Vol. 31 No.6,pp.476−477 稲井麻紀 et.al.,1994年電子 情報通信学会秋季大会ソサイエティ先行 大会講演論文集 エレクトロニクス1 ,1994年 9月 5日,p.209 吉新喜市 et.al.,1996年電子 情報通信学総合大会講演論文集 通信 2,1996年 3月11日,pp.743−744 B.Malo et.al.,,El ectronics,Letters, 1995年 5月25日,Vol.31 No. 11,pp.879−880 R.M.Atkins et.a l.,,Electronics,Le tters,1997年 7月 8日,V o.29 No.14,pp.1234−1235 Poulsen,C.V et.a l.,,Conference on Lasers and Electro −Optics Europe 1994 ,p.45 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/12 - 6/14 G02B 6/10 G02B 5/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Hideko Uchikawa 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Corporation (56) References JP-A-7-281016 (JP, A) JP-A Heihei 5-241035 (JP, A) JP-A-7-77620 (JP, A) JP-A-8-86929 (JP, A) JP-A 8-220317 (JP, A) JP-A-1-202702 (JP, A) A) JP-A-63-303305 (JP, A) JP-A-5-273426 (JP, A) WO 96/9563 (WO, A1) WO 94/784 (WO, A1) Svalgard et. a l. , Electronics Letters, August 18, 1994, Vol. 17, pp. 1401-1403 G.C. D. Maxwell et. a l. , Electronics Letters, March 4, 1993, Vol. 29 No. 5, pp. 425-426 p. J. Lemaire et. a l. , Electronics Letters, June 24, 1993, Vol. 13, pp. 1191-1194 M.P. J. Chawki et. a l. , Electronics Letters, March 16, 1995, Vol. 31 No. 6, pp. 476-477 Maki Inai et. al. , 1994 IEICE Autumn Conference, Society 1 Preliminary Conference Papers, Electronics 1, September 5, 1994, p. 209 Yoshishinki-shi et. al. Proceedings of the 1996 IEICE General Conference, Communications 2, March 11, 1996, pp. 743-744 B.A. Malo et. al. , Eltronics, Letters, May 25, 1995, Vol. 31 No. 11, p. 879-880 R.C. M. Atkins et. a l. , Electronics, Letters, July 8, 1997, Vo. 29 No. 14, pp. 1234-1235 Poulsen, C.I. V et. a l. , Conference on Lasers and Electro-Optics Europe 1994, p. 45 (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 6/12-6/14 G02B 6/10 G02B 5/18

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板、この基板上に、主成分をSiO2
としてGe、Ti、B、P、Snの少なくとも1つ以上
のドープ元素を含有した石英を、CVD(化学気相成
膜)法で成膜し、所定の導波路幅に形成してなるコア層
と、このコア層を取り囲み、主成分がSiO2の石英
を、CVD法で成膜してなるクラッド層とを備えた光導
波路に光を照射して上記コア層の屈折率を変化させて
レーティングを形成した導波路型グレーティングにおい
て、上記コア層に含有する上記ドープ元素を、上記コア
層の膜厚方向に、上記照射光の入射側を出射側より少な
くするように、変化させたことを特徴とする導波路型グ
レーティング。
1. A substrate, on which a main component is SiO 2
A core layer formed by depositing quartz containing at least one or more doping elements of Ge, Ti, B, P, and Sn by a CVD (chemical vapor deposition) method and forming a predetermined waveguide width. Irradiating light to an optical waveguide having a cladding layer formed by depositing quartz whose main component is SiO 2 by CVD and surrounding the core layer to change the refractive index of the core layer .
Oscillation of waveguide type grating with rating
The doping element contained in the core layer,
In the thickness direction of the layer, the incident side of the irradiation light is smaller than the output side.
A waveguide-type grating characterized by being changed in a manner as described above .
【請求項2】 基板上に、Siの有機金属化合物を原料
または主原料として、この原料蒸気と共にオゾンガス、
酸素ガス、亜酸化窒素ガス(N 2 O)の少なくとも1つ
以上のガスを供給し、大気圧もしくは減圧中で、上記原
料中の元素の酸化物膜を堆積するCVD(化学気相成
膜)法により、SiO を成分または主成分とする石英
からなるクラッド層を成膜する工程(a)と、Ge、T
i、B、P、Snの少なくとも1つ以上の有機金属化合
物とSiの有機金属化合物をドープ原料として、上記C
VD法により、SiO を主成分とする石英からなるコ
ア膜を成膜する工程(b)と、上記コア膜を所定の導波
路幅にパターニングしてコア層を形成する工程(c)
と、Siの有機金属化合物を原料または主原料として、
上記コア層を取り囲むように、上記CVD法により、S
iO を成分または主成分とする石英からなるクラッド
層を成膜して光導波路を形成する工程(d)と、上記コ
ア層に、位相マスクを介して光を照射して屈折率を変化
させたグレーティングを形成する工程(e)とを備えた
導波路型グレーティングの製造方法において、上記工程
(b)中、上記ドープ原料を、上記コア膜の膜厚方向
に、上記照射光の入射側を出射側より少なくするように
して成膜することを特徴とする導波路型グレーティング
の製造方法。
2. A method in which an organometallic compound of Si is used as a raw material on a substrate.
Or as the main raw material, ozone gas,
At least one of oxygen gas and nitrous oxide gas (N 2 O)
The above gas is supplied, and the above
CVD (chemical vapor deposition) to deposit oxide films of elements
Quartz containing SiO 2 as a component or main component by the film) method
(A) for forming a cladding layer made of Ge, T
at least one or more organometallic compounds of i, B, P, Sn
The above-mentioned C
By the VD method, a core made of quartz containing SiO 2 as a main component is used.
Step (b) of forming a film,
Step (c) of forming a core layer by patterning to a path width
And an organometallic compound of Si as a raw material or a main raw material,
In order to surround the core layer, S is formed by the CVD method.
Cladding made of quartz containing iO 2 as a component or main component
Forming a layer to form an optical waveguide (d);
A layer is irradiated with light through a phase mask to change the refractive index
(E) forming a grating that has been subjected to
In the method of manufacturing a waveguide grating, the above-described steps
In (b), the above-mentioned dope material is added in the thickness direction of the above-mentioned core film.
So that the incidence side of the irradiation light is smaller than the emission side.
Waveguide grating characterized by forming a film
Manufacturing method.
【請求項3】 それぞれ所定の波長λ 1 〜λ n の光信号に
反射中心波長を有するグレーティングを形成した、n組
(nは1以上)の第(1)〜第(n)導波路型グレーテ
ィングと、この第(1)〜第(n)導波路型グレーティ
ングそれぞれに対応して設けた上記光信号を入出力する
4個のn 1 、n 2 、n 3 及びn 4 端子とを 備え、n 1 端子に
波長λ n の光信号を入力してn 2 端子に出力し、上記波長
λ n 以外の光信号をn 4 端子に出力し、n 3 端子から入力
した上記記波長λ n またはλ n ´(λ n ´は第(n)導波
路型グレーティングの反射波長帯内)の光信号をn 4
子に出力する光フィルタにおいて、上記第(1)〜第
(n)導波路型グレーティングが、請求項1に記載の導
波路型グレーティングであることを特徴とする光フィル
タ。
Wherein each optical signal having a predetermined wavelength lambda 1 to [lambda] n
N sets of gratings having a reflection center wavelength
(N is 1 or more) (1)-(n) th waveguide type grating
And the (1)-(n) th waveguide type grating
Input and output the optical signal provided for each
4 n 1, n 2, n 3 and n 4 and a terminal, the n 1 terminal
An optical signal of wavelength λ n is input and output to n 2 terminal,
Outputs optical signals other than λ n to n 4 terminal and inputs from n 3 terminal
Wavelength λ n or λ n ′ (where λ n ′ is the (n) th waveguide
The optical signal n 4 end in the reflection wavelength band) of the road-type grating
In the optical filter for outputting to the
(N) The waveguide type grating according to claim 1,
Optical filter characterized by being a waveguide grating
Ta.
【請求項4】 所定の波長λ 1 の光信号に反射中心波長
を有するグレーティングを形成したn組(nは3以上)
の第(1)〜第(n)導波路型グレーティングと、この
第(1)〜第(n)導波路型グレーティングそれぞれの
前部及び後部に接続された方向性結合器と、上記第
(1)〜第(n)導波路型グレーティングの上記後部に
接続された方向性結合器それぞれに設けた光信号を入出
力する2個の(n) 1 及び(n) 2 端子とを、第(n−
2)導波路型グレーティングの(n−2) 1 端子と第
(n−1)導波路型グレーティングの(n−1) 2
子、第(n−1)導波路型グレーティングの(n−1)
1 端子と第n導波路型グレーティングのn 2 端子、及び第
n導波路型グレーティングのn 1 端子と第(n−2)導
波路型グレーティングの(n−2) 2 端子とがそれぞれ
接続されるように形成した波長多重光伝送システムにお
いて、上記導波路型グレーティングが請求項1に記載の
導波路型グレーティングであることを特徴とする波長多
重光伝送システム。
4. An optical signal having a predetermined wavelength λ 1 has a reflection center wavelength.
Sets (n is 3 or more) forming a grating having
(1)-(n) th waveguide type grating, and
Each of the (1) to (n) th waveguide gratings
A directional coupler connected to the front and rear portions;
(1) to the (n) th waveguide type grating
Input / output optical signals provided for each connected directional coupler
The two (n) 1 and (n) 2 terminals to be
2) (n-2) 1 terminal of waveguide type grating
(N-1) Two ends of (n-1) waveguide grating
(N-1) of the (n-1) th waveguide grating
1 terminal and n 2 terminal of the n-th waveguide grating , and
n 1 terminal of the n-waveguide grating and the (n-2) guide
(N-2) 2 terminals of waveguide grating
WDM optical transmission system formed to be connected
Wherein the waveguide grating is of the type described in claim 1.
Wavelength multiplexing characterized by being a waveguide grating
Heavy light transmission system.
【請求項5】 所定の波長λ 1 の光信号に反射中心波長
を有するグレーティングを形成したn組(nは1以上)
の第(1)〜第(n)導波路型グレーティングと、この
第(1)〜第(n)導波路型グレーティングそれぞれの
出力側及び入力側に、上記第(1)〜第(n)導波路型
グレーティングを接続する方向性結合器とを形成し、所
定の波長λ 1 の光信号と波長λ 1 以外の光信号とからなる
光波長多重信号を出力する光送信器を、上記第(n)導
波路型グレーティングの上記出力側に接続した方向性結
合器に接続し、上記所定の波長λ 1 の光信号を入力する
光受信器を、第(1)導波路型グレーティングの上記入
力側に接続された方向性結合器に接続することによっ
て、上記第(1)導波路型グレーティングに入力された
上記光波長多重信号の上記所定の波長λ 1 の光信号を上
記光受信器に入力し、上記第(n)導波路型グレーティ
ングから出力された上記波長λ1以外の光波 長多重信号
と上記光送信器から出力された光波長多重信号とを合波
し送信する波長多重光伝送システムにおいて、上記導波
路型グレーティングが請求項1に記載の導波路型グレー
ティングであることを特徴とする波長多重光伝送システ
ム。
5. An optical signal having a predetermined wavelength λ 1 has a reflection center wavelength.
Sets (n is 1 or more) forming a grating having
(1)-(n) th waveguide type grating, and
Each of the (1) to (n) th waveguide gratings
On the output side and the input side, the (1)-(n) th waveguide type
Forming a directional coupler for connecting the gratings,
Consisting of a constant wavelength lambda 1 of the optical signal and the wavelength lambda 1 except the optical signal
An optical transmitter for outputting an optical wavelength division multiplexed signal is connected to the (n) th optical transmitter.
Directional connection connected to the output side of the waveguide grating
Connect to engager, and inputs the optical signal of the predetermined wavelength lambda 1
Write the optical receiver on the (1) waveguide grating
By connecting to a directional coupler connected to the force side.
Input to the (1) waveguide type grating.
Above the predetermined wavelength lambda 1 of the optical signal of the optical wavelength multiplex signal
Input to the optical receiver, the (n) th waveguide type grating
Light wavelength multiplex signal other than the wavelength λ1 outputted from the ring
And the optical wavelength multiplexed signal output from the optical transmitter.
In a wavelength division multiplexing optical transmission system for transmitting
The waveguide type gray according to claim 1, wherein the waveguide type grating is a waveguide type gray.
Wavelength division multiplexing optical transmission system characterized by
M
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