JP3485259B2 - アレイ導波路型回折格子の製造方法 - Google Patents
アレイ導波路型回折格子の製造方法Info
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- JP3485259B2 JP3485259B2 JP2000192532A JP2000192532A JP3485259B2 JP 3485259 B2 JP3485259 B2 JP 3485259B2 JP 2000192532 A JP2000192532 A JP 2000192532A JP 2000192532 A JP2000192532 A JP 2000192532A JP 3485259 B2 JP3485259 B2 JP 3485259B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に形成さ
れ、複数の光入射端，分岐部，合波部，複数の光出射
端，前記分岐部と前記合波部に挟まれた複数のアレイ導
波路から構成され、各光入射端からの入射光を分岐して
それぞれの光出射端より出射するアレイ導波路型回折格
子において、アレイ導波路間の位相値の設計値からのず
れを外的に制御することでチャンネル間のクロストーク
が小さなアレイ導波路型回折格子を作製することに関す
るものである。
れ、複数の光入射端，分岐部，合波部，複数の光出射
端，前記分岐部と前記合波部に挟まれた複数のアレイ導
波路から構成され、各光入射端からの入射光を分岐して
それぞれの光出射端より出射するアレイ導波路型回折格
子において、アレイ導波路間の位相値の設計値からのず
れを外的に制御することでチャンネル間のクロストーク
が小さなアレイ導波路型回折格子を作製することに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】アレイ導波路型回折格子では、各アレイ
導波路の長さは一定のピッチで増加することが基本であ
る。実際には、作製後の各アレイ導波路間の光路差は設
計値からわずかにずれており、この設計値からのずれが
位相誤差となる。各アレイ導波路に位相誤差が発生する
と、これがチャンネル間のクロストークを劣化させる要
因となる。
導波路の長さは一定のピッチで増加することが基本であ
る。実際には、作製後の各アレイ導波路間の光路差は設
計値からわずかにずれており、この設計値からのずれが
位相誤差となる。各アレイ導波路に位相誤差が発生する
と、これがチャンネル間のクロストークを劣化させる要
因となる。
【０００３】各アレイ導波路＃ｋ（ｋ＝１，２，…，
Ｎ：Ｎはアレイ導波路の本数）の位相誤差φk を外的に
解消するには、アレイ導波路＃ｋの一部（導波路長をΔ
Ｌk ）の有効屈折率をΔｎk だけ変化させて位相変化Δ
Ｌk Δｎk を誘起することによりφk を打ち消す必要が
ある。
Ｎ：Ｎはアレイ導波路の本数）の位相誤差φk を外的に
解消するには、アレイ導波路＃ｋの一部（導波路長をΔ
Ｌk ）の有効屈折率をΔｎk だけ変化させて位相変化Δ
Ｌk Δｎk を誘起することによりφk を打ち消す必要が
ある。
【０００４】有効屈折率を変化させる方法に光誘起屈折
率変化がある。これは、光導波路に紫外線を照射すると
クラマースークローニッヒ機構を中心とするいくつかの
現象が複合して屈折率変化が生じる現象であり、Ｇｅ添
加コアファイバの屈折率変化を用いて光ファイバ上にブ
ラッグ回折格子を作製する技術に応用されている。
率変化がある。これは、光導波路に紫外線を照射すると
クラマースークローニッヒ機構を中心とするいくつかの
現象が複合して屈折率変化が生じる現象であり、Ｇｅ添
加コアファイバの屈折率変化を用いて光ファイバ上にブ
ラッグ回折格子を作製する技術に応用されている。
【０００５】そこで、図１（ａ）及び図１（ａ）の要部
拡大図である図１（ｂ）に示した、光誘起屈折率変化を
利用して位相誤差を低減する従来の方法では、照射すべ
き部分を窓４で露呈させる以外は紫外線をカットするプ
レート（位相調整用マスク）２でアレイ導波路をマスク
し、露呈したアレイ導波路部分ΔＬk のみを平行な紫外
線ビーム５で照射することにより、位相変化ΔＬk Δｎ
k を誘起し位相誤差φ k を解消する。なお図１（ａ）
（ｂ）において、１はアレイ導波路型回折格子が形成さ
れた基板、３はスラブ導波路である。
拡大図である図１（ｂ）に示した、光誘起屈折率変化を
利用して位相誤差を低減する従来の方法では、照射すべ
き部分を窓４で露呈させる以外は紫外線をカットするプ
レート（位相調整用マスク）２でアレイ導波路をマスク
し、露呈したアレイ導波路部分ΔＬk のみを平行な紫外
線ビーム５で照射することにより、位相変化ΔＬk Δｎ
k を誘起し位相誤差φ k を解消する。なお図１（ａ）
（ｂ）において、１はアレイ導波路型回折格子が形成さ
れた基板、３はスラブ導波路である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光誘起屈折
率変化によって発生する有効屈折率変化量は、ＴＥとＴ
Ｍの伝播モードで異なる。例えば、比屈折率差が０．７
５％である石英系導波路では、ＴＥとＴＭモードで誘起
される屈折率変化量ΔｎTEとΔｎTMの比は、Δｎ TM／Δ
ｎTE≒０．５である。このため、ＴＥモードに対して位
相誤差を補償してもＴＭモードに対しては誘起される位
相変化が少なく位相誤差を解消することができないと言
った事態が発生する。
率変化によって発生する有効屈折率変化量は、ＴＥとＴ
Ｍの伝播モードで異なる。例えば、比屈折率差が０．７
５％である石英系導波路では、ＴＥとＴＭモードで誘起
される屈折率変化量ΔｎTEとΔｎTMの比は、Δｎ TM／Δ
ｎTE≒０．５である。このため、ＴＥモードに対して位
相誤差を補償してもＴＭモードに対しては誘起される位
相変化が少なく位相誤差を解消することができないと言
った事態が発生する。
【０００７】すなわち、図２に示すように、ＴＥモード
に対しては位相誤差が解消されてクロストークを十分低
減できるが、ＴＭモードに対してはクロストークを低減
できなくなる。なお、図２において符号６は、ＴＥモー
ド入射に対する透過バンドを示し、符号７はＴＭモード
入射に対する透過バンドを示す。
に対しては位相誤差が解消されてクロストークを十分低
減できるが、ＴＭモードに対してはクロストークを低減
できなくなる。なお、図２において符号６は、ＴＥモー
ド入射に対する透過バンドを示し、符号７はＴＭモード
入射に対する透過バンドを示す。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では、光誘起屈折
率変化を利用して位相誤差の補償を行う方法において、
ＴＥとＴＭモードで誘起される位相変化が異なる場合で
も、ＴＥとＴＭモードに対する位相誤差を解消すること
を目的とする。
率変化を利用して位相誤差の補償を行う方法において、
ＴＥとＴＭモードで誘起される位相変化が異なる場合で
も、ＴＥとＴＭモードに対する位相誤差を解消すること
を目的とする。
【０００９】具体的には、ＴＥとＴＭモードの変換を行
う半波長板をアレイ導波路の中心を垂直に横断するよう
に設置し、照射すべきアレイ導波路部以外の部分は紫外
線をカットするマスクをこの半波長板に対して左側およ
び右側のアレイ導波路部分に設置した後に露呈した部分
のみを紫外線平行ビームで照射することにより、ＴＥと
ＴＭの両モードの光がアレイ導波路の入射端より入射し
ても、これらモードに対する位相誤差を同時に解消し、
かつ、両モードに対する透過バンドの中心を一致させる
ことを特徴とする。
う半波長板をアレイ導波路の中心を垂直に横断するよう
に設置し、照射すべきアレイ導波路部以外の部分は紫外
線をカットするマスクをこの半波長板に対して左側およ
び右側のアレイ導波路部分に設置した後に露呈した部分
のみを紫外線平行ビームで照射することにより、ＴＥと
ＴＭの両モードの光がアレイ導波路の入射端より入射し
ても、これらモードに対する位相誤差を同時に解消し、
かつ、両モードに対する透過バンドの中心を一致させる
ことを特徴とする。
【００１０】この結果、偏波無依存でＴＥとＴＭモード
に対してクロストークが非常に低いアレイ導波路型回折
格子を実現できる利点がある。
に対してクロストークが非常に低いアレイ導波路型回折
格子を実現できる利点がある。
【００１１】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図３は、
アレイ導波路＃ｋにおけるＴＥとＴＭモードで入射した
光の伝播を模式的に示す図である。図中、８と９はＴＥ
モードおよびＴＭモードでの＃ｋアレイ導波路の光路を
示す。１０はアレイ導波路の中心部に設置された半波長
板であり、１１と１２は、紫外線照射ビームを示す。
アレイ導波路＃ｋにおけるＴＥとＴＭモードで入射した
光の伝播を模式的に示す図である。図中、８と９はＴＥ
モードおよびＴＭモードでの＃ｋアレイ導波路の光路を
示す。１０はアレイ導波路の中心部に設置された半波長
板であり、１１と１２は、紫外線照射ビームを示す。
【００１２】ＴＥモードで入射した光は、中心に設置さ
れた半波長板１０に入射するまで半波長板１０に対して
アレイ導波路の左半分をＴＥモードで伝播し、この半波
長板１０によりＴＭモードに変換され、このアレイ導波
路の右半分をＴＭモードとして伝播する。この光伝播に
より受ける位相誤差をφTEk とする。
れた半波長板１０に入射するまで半波長板１０に対して
アレイ導波路の左半分をＴＥモードで伝播し、この半波
長板１０によりＴＭモードに変換され、このアレイ導波
路の右半分をＴＭモードとして伝播する。この光伝播に
より受ける位相誤差をφTEk とする。
【００１３】一方、ＴＭモードで入射した光は、中心に
設置された半波長板１０に入射するまでアレイ導波路の
左半分をＴＭモードで伝播し、この半波長板１０により
ＴＥモードに変換され、このアレイ導波路の右半分をＴ
Ｅモードとして伝播する。この光伝播により受ける位相
誤差をφTMK とする。
設置された半波長板１０に入射するまでアレイ導波路の
左半分をＴＭモードで伝播し、この半波長板１０により
ＴＥモードに変換され、このアレイ導波路の右半分をＴ
Ｅモードとして伝播する。この光伝播により受ける位相
誤差をφTMK とする。
【００１４】光誘起屈折率変化によってＴＥとＴＭモー
ドで誘起される屈折率変化量ΔｎTEとΔｎTMの比をδ＝
ΔｎTM／ΔｎTEとする。半波長板１０に対して左側部分
および右側部分に紫外線ビーム１１，１２で誘起すべき
ＴＥモードに対する位相変化をＸk およびＹk とすれ
ば、半波長板１０に対して左側部分および右側部分に誘
起されるＴＭモードに対する位相変化はδＸk およびδ
Ｙk で表わされる。
ドで誘起される屈折率変化量ΔｎTEとΔｎTMの比をδ＝
ΔｎTM／ΔｎTEとする。半波長板１０に対して左側部分
および右側部分に紫外線ビーム１１，１２で誘起すべき
ＴＥモードに対する位相変化をＸk およびＹk とすれ
ば、半波長板１０に対して左側部分および右側部分に誘
起されるＴＭモードに対する位相変化はδＸk およびδ
Ｙk で表わされる。
【００１５】ＴＥモードで入射端から入射した光が出射
端で出射するまでに受ける位相変化はＸk ＋δＹk ＋φ
TEK 、ＴＭモードで入射した光が受ける位相変化はδＸ
k ＋Ｙk ＋φTMK であるので、位相調整によるターゲッ
ト位相値をＴＥとＴＭモードでＣTEK 、ＣTMK とすれ
ば、Ｘk とＹk は Ｘk ＋δＹk ＋φTEK ＝ＣTEK （１） δＸk ＋Ｙk ＋φTMK ＝ＣTMK （２） を満たす必要がある。誘起される位相変化は Ｘk ≧０、Ｙk ≧０ （３） であるべきなので、（１）〜（３）式を満たすＸk とＹ
k を求めることが必要である。
端で出射するまでに受ける位相変化はＸk ＋δＹk ＋φ
TEK 、ＴＭモードで入射した光が受ける位相変化はδＸ
k ＋Ｙk ＋φTMK であるので、位相調整によるターゲッ
ト位相値をＴＥとＴＭモードでＣTEK 、ＣTMK とすれ
ば、Ｘk とＹk は Ｘk ＋δＹk ＋φTEK ＝ＣTEK （１） δＸk ＋Ｙk ＋φTMK ＝ＣTMK （２） を満たす必要がある。誘起される位相変化は Ｘk ≧０、Ｙk ≧０ （３） であるべきなので、（１）〜（３）式を満たすＸk とＹ
k を求めることが必要である。
【００１６】実験には、チャンネル間隔が１０ＧＨｚ、
チャンネル数が１２８でありガウス型透過バンドを有す
るアレイ導波路型回折格子を用いた。この場合、全アレ
イ導波路の位相誤差が一定（ＴＥモードでＣTE、ＴＭモ
ードでＣTM）である場合にクロストークが最低となるの
で、（１），（２）式は、 Ｘk ＋δＹk ＋φTEK ＝ＣTE （４） δＸk ＋Ｙk ＋φTMK ＝ＣTM （５） となる。ここで、ＣTEとＣTMは定数である。
チャンネル数が１２８でありガウス型透過バンドを有す
るアレイ導波路型回折格子を用いた。この場合、全アレ
イ導波路の位相誤差が一定（ＴＥモードでＣTE、ＴＭモ
ードでＣTM）である場合にクロストークが最低となるの
で、（１），（２）式は、 Ｘk ＋δＹk ＋φTEK ＝ＣTE （４） δＸk ＋Ｙk ＋φTMK ＝ＣTM （５） となる。ここで、ＣTEとＣTMは定数である。
【００１７】（１），（２）式を解くと
Ｘk ＝｛δφTMK −φTEK +(ＣTE−δＣTM) ｝/(１−δ2 ）（６）
Ｙk ＝｛δφTEK −φTMK +(ＣTM−δＣTE）｝/(１−δ2 ）（７）
となる。
【００１８】１−δ2 ＞０と（３）式の条件より、すべ
てのｋに対して、 ＣTE−δＣTM≧φTEK −δφTMK （８） δＣTE−ＣTM≦δφTEK −φTMK （９） を満たす必要があるので、ｋ＝１，２，…，Ｎに対する
φTEK −δφTMK の最大値をａ、δφTEK −φTMK の最
小値をｂとすれば、 ＣTE−δＣTM≧ａ （10） δＣTE−ＣTM≦ｂ （11） を満たすＣTEとＣTMを求めればよい。
てのｋに対して、 ＣTE−δＣTM≧φTEK −δφTMK （８） δＣTE−ＣTM≦δφTEK −φTMK （９） を満たす必要があるので、ｋ＝１，２，…，Ｎに対する
φTEK −δφTMK の最大値をａ、δφTEK −φTMK の最
小値をｂとすれば、 ＣTE−δＣTM≧ａ （10） δＣTE−ＣTM≦ｂ （11） を満たすＣTEとＣTMを求めればよい。
【００１９】以下に述べる実験結果では、すべてのアレ
イ導波路に対して同じ値をターゲットとして位相調整を
行った結果について述べるが、ターゲット位相値である
ＣTE K とＣTMK は位相誤差φTEK とφTMK のｋに対する
変化の様子により種々の値に設定することができる。
イ導波路に対して同じ値をターゲットとして位相調整を
行った結果について述べるが、ターゲット位相値である
ＣTE K とＣTMK は位相誤差φTEK とφTMK のｋに対する
変化の様子により種々の値に設定することができる。
【００２０】例えば、φTEK とφTMK がｋとともに緩や
かに変化する場合には、φTEK とφ TMK の平均値である
（φTEK ＋φTMK ）／２を一定値Ｃave にするように位
相調整してもクロストークを低減できることがわかって
いる。この場合には、 Ｘk ＋δＹk ＝Ｃave −（φTEK ＋φTMK ）／２ （12） δＸk ＋Ｙk ＝Ｃave −（φTEK ＋φTMK ）／２ （13） を解けばよい。
かに変化する場合には、φTEK とφ TMK の平均値である
（φTEK ＋φTMK ）／２を一定値Ｃave にするように位
相調整してもクロストークを低減できることがわかって
いる。この場合には、 Ｘk ＋δＹk ＝Ｃave −（φTEK ＋φTMK ）／２ （12） δＸk ＋Ｙk ＝Ｃave −（φTEK ＋φTMK ）／２ （13） を解けばよい。
【００２１】（10），（11）式を変形すれば、
Ｘk ＋δＹk ＋φTEK ＝Ｃave +(φTEK −φTMK )/２ （14）
δＸk ＋Ｙk ＋φTMK ＝Ｃave +(φTMK −φTEK )/２ （15）
となる。
【００２２】この場合は、（１），（２）式でＣTEK ＝
Ｃave ＋（φTEK −φTMK ）／２、ＣTMK ＝Ｃave ＋
（φTMK −φTEK ）／２の場合に相当する。このよう
に、ターゲット位相値であるＣTEK とＣTMK の候補に
は、位相誤差φTEK とφTMK およびｋを含む種種の関数
が存在しうる。
Ｃave ＋（φTEK −φTMK ）／２、ＣTMK ＝Ｃave ＋
（φTMK −φTEK ）／２の場合に相当する。このよう
に、ターゲット位相値であるＣTEK とＣTMK の候補に
は、位相誤差φTEK とφTMK およびｋを含む種種の関数
が存在しうる。
【００２３】図４は、位相調整用マスクが設置されたア
レイ導波路型回折格子の概観を示す。図中、１０は半波
長板、１３と１７は光入出射端、１４と１６はスラブ導
波路、１５はアレイ導波路、１８と２０は位相調整用マ
スク、１９と２１は一部のアレイ導波路を紫外線に対し
て露呈させるための窓である。
レイ導波路型回折格子の概観を示す。図中、１０は半波
長板、１３と１７は光入出射端、１４と１６はスラブ導
波路、１５はアレイ導波路、１８と２０は位相調整用マ
スク、１９と２１は一部のアレイ導波路を紫外線に対し
て露呈させるための窓である。
【００２４】実験では始めにＴＥとＴＭモード入射に対
する位相誤差であるφTEK とφTMKを測定した。これら
測定データと（８）と（９）式から求めたＣTEとＣTMを
用いて（６）と（７）式から、半波長板１０に対して左
側および右側のアレイ導波路に対して誘起すべき位相変
化であるＸk とＹk を決定した。
する位相誤差であるφTEK とφTMKを測定した。これら
測定データと（８）と（９）式から求めたＣTEとＣTMを
用いて（６）と（７）式から、半波長板１０に対して左
側および右側のアレイ導波路に対して誘起すべき位相変
化であるＸk とＹk を決定した。
【００２５】アレイ導波路型回折格子のスラブ導波路１
４，１６付近では、各アレイ導波路１５が発散状に広が
っている。半波長板１０に対して左側および右側のスラ
ブ導波路１４，１６と各アレイ導波路＃ｋの接点をＰ1k
およびＰ2kと決め、Ｃ＝１，０００として、ｋ番目のア
レイ導波路上でＰ1kとの距離がＣＸk （ミクロン）とな
る点Ｑ1kおよびＰ2kとの距離がＣＹk となる点Ｑ2kを求
めた。
４，１６付近では、各アレイ導波路１５が発散状に広が
っている。半波長板１０に対して左側および右側のスラ
ブ導波路１４，１６と各アレイ導波路＃ｋの接点をＰ1k
およびＰ2kと決め、Ｃ＝１，０００として、ｋ番目のア
レイ導波路上でＰ1kとの距離がＣＸk （ミクロン）とな
る点Ｑ1kおよびＰ2kとの距離がＣＹk となる点Ｑ2kを求
めた。
【００２６】次に、厚さ２０ミクロンで２０ｍｍ×２０
ｍｍの金属薄膜１８，２０を用意し、この金属薄膜１
８，２０から、点｛Ｐ11，Ｐ12，…，Ｐ1N｝と点
｛Ｑ1N，…，Ｑ12，Ｑ11｝を順次結んで得られる閉曲線
Σ1 、および点｛Ｐ21，Ｐ22，…，Ｐ 2N-1，Ｐ2N｝と点
｛Ｑ2N，Ｑ2N-1，…，Ｑ22，Ｑ21｝を順次結んで得られ
る閉曲線Σ2 で囲まれた部分をエッチングで除去し、窓
１９，２１を作製した。
ｍｍの金属薄膜１８，２０を用意し、この金属薄膜１
８，２０から、点｛Ｐ11，Ｐ12，…，Ｐ1N｝と点
｛Ｑ1N，…，Ｑ12，Ｑ11｝を順次結んで得られる閉曲線
Σ1 、および点｛Ｐ21，Ｐ22，…，Ｐ 2N-1，Ｐ2N｝と点
｛Ｑ2N，Ｑ2N-1，…，Ｑ22，Ｑ21｝を順次結んで得られ
る閉曲線Σ2 で囲まれた部分をエッチングで除去し、窓
１９，２１を作製した。
【００２７】アレイ導波路１５上の点｛Ｐ11，Ｐ12，
…，Ｐ1N｝、｛Ｑ1N，…，Ｑ12，Ｑ11｝、｛Ｐ21，
Ｐ22，…，Ｐ2N-1，Ｐ2N｝、｛Ｑ2N，Ｑ2N-1，…，
Ｑ22，Ｑ21｝とマスク１８，１９上の各点が一致するよ
うにこれらのマスク１８，１９をアレイ導波路１５上に
設置し、接着剤で固定した。
…，Ｐ1N｝、｛Ｑ1N，…，Ｑ12，Ｑ11｝、｛Ｐ21，
Ｐ22，…，Ｐ2N-1，Ｐ2N｝、｛Ｑ2N，Ｑ2N-1，…，
Ｑ22，Ｑ21｝とマスク１８，１９上の各点が一致するよ
うにこれらのマスク１８，１９をアレイ導波路１５上に
設置し、接着剤で固定した。
【００２８】紫外線光源には波長１９３ｎｍのＡｒＦの
エキシマーレーザを用いた。このレーザ光源からの出射
ビームの断面は約１ｃｍ×２ｃｍの矩形であり、位相調
整用マスク１８，２０の窓１９，２１よりもかなり広が
っていたので、このレーザビームをマスク１８，１９に
対して垂直に照射した。
エキシマーレーザを用いた。このレーザ光源からの出射
ビームの断面は約１ｃｍ×２ｃｍの矩形であり、位相調
整用マスク１８，２０の窓１９，２１よりもかなり広が
っていたので、このレーザビームをマスク１８，１９に
対して垂直に照射した。
【００２９】図５は紫外線照射前のＴＥおよびＴＭモー
ド入射に対するアレイ導波路型回折格子の透過バンドを
示す。図５中、実線と破線はＴＥおよびＴＭモード入射
に対する透過バンドを示す。ＴＥとＴＭモードでの伝播
時の光路長が複屈折性によりわずかに異なるため、ＴＥ
およびＴＭモードでの透過バンドの中心はわずかにずれ
ている。照射前の透過バンドのクロストークは約−２０
ｄＢであり、これはバンドの両側に発生しているサイド
ローブで決定される。
ド入射に対するアレイ導波路型回折格子の透過バンドを
示す。図５中、実線と破線はＴＥおよびＴＭモード入射
に対する透過バンドを示す。ＴＥとＴＭモードでの伝播
時の光路長が複屈折性によりわずかに異なるため、ＴＥ
およびＴＭモードでの透過バンドの中心はわずかにずれ
ている。照射前の透過バンドのクロストークは約−２０
ｄＢであり、これはバンドの両側に発生しているサイド
ローブで決定される。
【００３０】図６は、このアレイ導波路型回折格子に半
波長板を設置し、上記の位相調整用マスクを介して位相
誤差を調整した結果を示す。ＴＥおよびＴＭモードの両
モードの入射に対しても透過バンドは一致しており、か
つ、両バンド共にサイドローブの成分は−３５ｄＢ以下
に低減された。なお図６中、実線と破線はＴＥおよびＴ
Ｍモード入射に対する透過バンドを示す。
波長板を設置し、上記の位相調整用マスクを介して位相
誤差を調整した結果を示す。ＴＥおよびＴＭモードの両
モードの入射に対しても透過バンドは一致しており、か
つ、両バンド共にサイドローブの成分は−３５ｄＢ以下
に低減された。なお図６中、実線と破線はＴＥおよびＴ
Ｍモード入射に対する透過バンドを示す。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、ＴＥとＴＭの両モード
の光がアレイ導波路の入射端より入射しても、これらモ
ードに対する位相誤差を同時に解消し、かつ、両モード
に対する透過バンドの中心を一致させることができる。
この結果、偏波無依存動作でＴＥとＴＭの両モードに対
してクロストークが非常に低いアレイ導波路型回折格子
を実現できる利点がある。
の光がアレイ導波路の入射端より入射しても、これらモ
ードに対する位相誤差を同時に解消し、かつ、両モード
に対する透過バンドの中心を一致させることができる。
この結果、偏波無依存動作でＴＥとＴＭの両モードに対
してクロストークが非常に低いアレイ導波路型回折格子
を実現できる利点がある。
【図１】アレイ導波路型回折格子の従来の位相調整法を
示す説明図。
示す説明図。
【図２】従来の技術で位相調整したときの透過バンドを
示す特性図。
示す特性図。
【図３】アレイ導波路内のＴＥおよびＴＭモードの光伝
播を示す模式図。
播を示す模式図。
【図４】本発明によるアレイ導波路型回折格子の位相調
整法を示す説明図。
整法を示す説明図。
【図５】本発明による位相調整前の透過バンドを示す特
性図。
性図。
【図６】本発明による位相調整法後の透過バンドを示す
特性図。
特性図。
１ アレイ導波路型回折格子の基板
２ 位相調整用マスク
３ スラブ導波路
４ 紫外線照射用の窓
５ 紫外線ビーム
６ ＴＥモード入射に対する透過バンド
７ ＴＭモード入射に対する透過バンド
８ ＴＥモードのアレイ導波路の光路
９ ＴＭモードのアレイ導波路の光路
１０ 半波長板
１１，１２ 紫外線照射ビーム
１３，１７ 光入出射端
１４，１６ スラブ導波路
１８，２０ 位相調整用マスク
１９，２１ 紫外線照射用の窓
１５ アレイ導波路
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(56)参考文献 特開2001−249243（ＪＰ，Ａ)
特開2000−162453（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−304651（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−294756（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−308546（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−298702（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−241304（ＪＰ，Ａ)
Ｋ．Ｔａｋａｄａ ｅｔ．ａｌ．，Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ
ｓ，2000年 １月 ６日，Ｖｏｌ．36
Ｎｏ．１，ｐｐ．60−61
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 6/12 - 6/14
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上に形成され、複数の光入射端，分
岐部，合波部，複数の光出射端，前記分岐部と前記合波
部に挟まれた複数のアレイ導波路から構成され、各光入
射端からの入射光を分岐してそれぞれの光出射端より出
射するアレイ導波路型回折格子の製造方法であって、前記 アレイ導波路を伝播する光のＴＥとＴＭの伝播モー
ドをそれぞれＴＭおよびＴＥモードに変換する半波長板
を、該アレイ導波路の中心部分を垂直に横断するように
設置し、 更に、前記 半波長板に関して左側および右側のアレイ導
波路の一部のみを紫外線照射するために露呈させること
を目的とした窓を有する位相調整用マスクを作製する行
程と、この位相調整用マスクを用いて前記アレイ導波路
の位相調整をする行程を有し、 位相調整用マスクを作製する行程では、 該アレイ導波路の本数をＮ、該アレイ導波路型回折格子
の特定の光入射端よりＴＥおよびＴＭモードで入射し、
ｋ番目（ｋ＝１，２，…，Ｎ）のアレイ導波路を伝播し
た後に特定の光出射端よりそれぞれＴＭおよびＴＥモー
ドで出射する光の伝播経路の設計値からの位相のずれを
φTEk およびφTMk 、紫外線照射により光導波路のＴＥ
およびＴＭモードに誘起される屈折率変化であるΔｎTE
とΔｎTMの比をδ＝ΔｎTM／ΔｎTE、ＣTEk は定数ＣTE
に等しく、ＣTMk は定数ＣTMに等しいとして、Ｘk とＹ
k に関する連立方程式Ｘk ＋δＹk ＋φTEk ＝ＣTEk 、
δＸk ＋Ｙk ＋φTMk ＝ＣTMk （ｋ＝１，２，…，Ｎ）
を満たし、かつ、Ｘk ≧０、Ｙk ≧０であるようにＸ
k ，Ｙk を決定し、ｋ番目のアレイ導波路上の前記半波
長板に関して左側の部分の特定の地点をＰ1k、前記半波
長板に関して右側の部分の特定の地点をＰ2kとし、点Ｐ
1kからｋ番目の導波路に沿ってＣを定数としてＣＸk の
距離にあり且つ前記半波長板に関して左側の地点Ｑ1k、
点Ｐ2kからｋ番目の導波路に沿ってＣを定数としてＣＹ
k の距離にあり且つ前記半波長板に関して右側の地点Ｑ
2kとを求めた後に、点｛Ｐ11，Ｐ12，…，Ｐ1N｝と点
｛Ｑ1N，…，Ｑ12，Ｑ11｝を順次結んで得られる閉曲線
Σ1 、および点｛Ｐ21，Ｐ22，…，Ｐ2N-1，Ｐ2N｝と点
｛Ｑ2N，Ｑ2N-1，…，Ｑ22，Ｑ21｝を順次結んで得られ
る閉曲線Σ2 を求め、その表面が該閉曲線よりも広く紫
外線を遮断する薄膜金属等のプレート上で、該閉曲線Σ
1 およびΣ2 で囲まれた部分を除去してできる間隙を窓
として有する位相調整用マスクを作製し、 位相調整用マスクを用いて前記アレイ導波路の位相調整
をする行程では、 該位相調整用マスク上の閉曲線で囲まれた窓が、前記ア
レイ導波路上の点である｛Ｐ 11 ，Ｐ 12 ，…，Ｐ 1N ｝、
｛Ｑ 1N ，…，Ｑ 12 ，Ｑ 11 ｝および｛Ｐ 21 ，Ｐ 22 ，…，Ｐ
2N ｝、｛Ｑ 2N ，…，Ｑ 22 ，Ｑ 21 ｝と重なるように該位相
調整用マスクを該アレイ導波路格子型波長分波器上に設
置し、該マスク上の該窓を紫外線で照射した後に、該位
相調整用マスクを除去する、 ことを特徴とするアレイ導波路型回折格子の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載したアレイ導波路型回折
格子の製造方法において、 前記位相調整用マスクを作製する行程では、 前記位相調整マスクは、 Ｃaveを定数として、ＣTEk ＝
Ｃave＋（φTEk−φTMk）／２、ＣTMk ＝Ｃave ＋（φ
TMk−φTEk ）／２としたときの閉曲線Σ1およびΣ2を
窓として有することを特徴とするアレイ導波路型回折格
子の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載したアレイ導波路型回折
格子の製造方法において、 前記位相調整用マスクを作製する行程では、 該閉曲線Σ1およびΣ2をなめらかな曲線に平滑化し、こ
の平滑化された閉曲線が前記プレートの窓としているこ
とを特徴とするアレイ導波路型回折格子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000192532A JP3485259B2 (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | アレイ導波路型回折格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000192532A JP3485259B2 (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | アレイ導波路型回折格子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002006157A JP2002006157A (ja) | 2002-01-09 |
| JP3485259B2 true JP3485259B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=18691651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000192532A Expired - Lifetime JP3485259B2 (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | アレイ導波路型回折格子の製造方法 |
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| JP (1) | JP3485259B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP4988163B2 (ja) * | 2005-02-28 | 2012-08-01 | 日本電信電話株式会社 | アレイ導波路格子の波長特性を調整するための方法およびマスク |
| CN110673419B (zh) * | 2019-09-03 | 2020-09-18 | 华中科技大学 | 一种提升光学相控阵扫描范围的方法及光学天线器件 |
-
2000
- 2000-06-27 JP JP2000192532A patent/JP3485259B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｋ．Ｔａｋａｄａ ｅｔ．ａｌ．，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，２０００年 １月 ６日，Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．１，ｐｐ．６０−６１ |
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| JP2002006157A (ja) | 2002-01-09 |
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