JP7018082B2 - Drawing device and drawing method - Google Patents
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本開示は、光を照射してガラス基板に光導波路を描画する描画装置及び描画方法に関する。 The present disclosure relates to a drawing apparatus and a drawing method for drawing an optical waveguide on a glass substrate by irradiating light.
通信ネットワーク需要の拡大に伴い光通信ネットワークの大容量化に対する要求は光部品の小型化、低消費電力化に対する要求とともに一層強くなっている。このような要求を解決するために、光伝送の多重化、高密度化が進められており、そのキーデバイスとなるのは機能回路を備えた光導波路デバイスである。 With the expansion of demand for communication networks, the demand for larger capacity of optical communication networks is becoming stronger along with the demand for smaller optical components and lower power consumption. In order to solve such demands, multiplexing and densification of optical transmission are being promoted, and the key device thereof is an optical waveguide device equipped with a functional circuit.
従来では、光導波路デバイスの光導波路や機能回路は、火炎加水分解法等により、Si基板上のアンダークラッド層状に積層されたコア層をエッチング加工して形成されていたが、二次元に限定されていた光導波路や光回路を三次元的に形成する試みもなされている(例えば、特許文献1を参照。)。これは、図4に示すように、レーザ光の集光照射によりガラス材料の内部の屈折率を連続的に変化させ導波路を形成する技術である。 Conventionally, the optical waveguide and the functional circuit of the optical waveguide device have been formed by etching the core layer laminated in the form of an underclad layer on the Si substrate by a flame hydrolysis method or the like, but it is limited to two dimensions. Attempts have also been made to three-dimensionally form the optical waveguides and optical circuits that have been used (see, for example, Patent Document 1). As shown in FIG. 4, this is a technique for continuously changing the refractive index inside the glass material by condensing and irradiating the laser beam to form a waveguide.
しかし、特許文献1は、1つのレーザ光を用いて光導波路を描画するため、光導波路を1本ずつしか描画できず、チャネル数の多い光回路の形成には適していない。つまり、この技術には、形成する光導波路数に応じて描画時間が増加し、描画効率が悪いという第1の課題があった。
However, since
また、特許文献1の技術は、ガラス基板に層状に光導波路を形成することが可能である。しかし、1つのレーザ光を用いて光導波路を描画するため、複数の層に光導波路を描画する場合、下層の光導波路を描画するとき上層の光導波路の影響を受けることがある。図5は、レーザ光Lでガラス基板に光導波路を描画して形成したマッハツエンダー干渉計(MZI)である。当該ガラス基板には、本MZIの上層に光導波路Guが先に形成されていた。その下層に光導波路Glを形成する場合、光導波路Gu(コア導波路)の屈折率は周りのクラッド層と異なるため、光導波路Glを描画するレーザ光が光導波路Guを横切るときにレーザ光Lの集光位置がずれ、光導波路Glがずれて形成されることになる。MZIは、2本の導波路長差が重要であり、図5の部分Tのように光導波路がずれると導波路長が設計値と異なり、所望する波長で干渉が生じなくなる。
このように、特許文献1は、ガラス基板に層状に光導波路を形成するときに上層の光導波路の影響を受けることがあるという第2の課題があった。
Further, the technique of
As described above,
そこで本発明は、前記課題を解決するために、光導波路の描画効率を改善でき、層状に光導波路を形成するときでも上層の光導波路の影響を受け難い描画装置及び描画方法を提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above problems, the present invention provides a drawing device and a drawing method that can improve the drawing efficiency of the optical waveguide and are not easily affected by the optical waveguide in the upper layer even when the optical waveguide is formed in layers. The purpose.
上記目的を達成するために、本発明に係る描画装置は、描画用高強度レーザ光を複数パスに分岐してガラス基板に照射することとした。 In order to achieve the above object, the drawing apparatus according to the present invention is to branch a high-intensity laser beam for drawing into a plurality of paths and irradiate the glass substrate.
具体的には、本発明に係る描画装置は、
短パルスレーザからのレーザ光を複数に分岐するビームスプリッタと、
分岐された前記レーザ光をガラス基板の内部の所定領域に集光するレンズと、
前記ガラス基板を所望の運動で移動するステージと、
を備え、前記ステージの運動による前記所定領域の軌跡に光導波路を描画することを特徴とする。
ここで、本発明に係る第1の描画装置は、前記レンズが、分岐された複数の前記レーザ光をそれぞれの前記所定領域に集光することを特徴とする。
Specifically, the drawing apparatus according to the present invention is
A beam splitter that splits the laser beam from a short pulse laser into multiple pieces,
A lens that concentrates the branched laser beam on a predetermined area inside the glass substrate, and
A stage that moves the glass substrate with a desired motion,
The optical waveguide is drawn on the locus of the predetermined region due to the movement of the stage.
Here, the first drawing apparatus according to the present invention is characterized in that the lens collects a plurality of branched laser beams into each predetermined region.
また、本発明に係る描画方法は、ガラス基板に光導波路を描画する描画方法であって、
短パルスレーザからのレーザ光を複数に分岐すること、
分岐された前記レーザ光を前記ガラス基板の内部の所定領域に集光すること、
前記ガラス基板を所望の運動で移動すること、及び
前記所定領域の軌跡に前記光導波路を形成することを特徴とする。
ここで、本描画方法は、分岐された複数の前記レーザ光をそれぞれの前記所定領域に集光することを特徴とする。
Further, the drawing method according to the present invention is a drawing method for drawing an optical waveguide on a glass substrate.
Dividing the laser beam from a short pulse laser into multiple parts,
Focusing the branched laser beam on a predetermined area inside the glass substrate,
It is characterized by moving the glass substrate with a desired motion and forming the optical waveguide in a locus of the predetermined region.
Here, the drawing method is characterized in that a plurality of branched laser beams are focused on each predetermined region.
レーザ光を複数パスに分岐し(分岐したレーザ光を「分岐レーザ光」と記載する。)、それぞれの分岐レーザ光をガラス基板に照射すれば複数本の光導波路を同時に描画できるようになる。このため、描画時間は形成する光導波路数に関わらず一定である。このため、本発明に係る描画装置及び描画方法は、描画効率を改善でき、第1の課題を解決できる。
従って、本発明は、光導波路の描画効率を改善できる描画装置及び描画方法を提供することができる。
If the laser beam is branched into a plurality of paths (the branched laser beam is referred to as "branched laser beam") and the glass substrate is irradiated with each branched laser beam, a plurality of optical waveguides can be drawn at the same time. Therefore, the drawing time is constant regardless of the number of optical waveguides formed. Therefore, the drawing apparatus and drawing method according to the present invention can improve the drawing efficiency and solve the first problem.
Therefore, the present invention can provide a drawing apparatus and a drawing method capable of improving the drawing efficiency of the optical waveguide.
さらに、本発明に係る描画装置の前記ビームスプリッタは、前記レーザ光の分岐比を前記ステージの運動に応じて変化させることを特徴とする。
本発明に係る描画装置及び描画方法は、同時に描画する複数の光導波路の特性を揃えることができる。
Further, the beam splitter of the drawing apparatus according to the present invention is characterized in that the branching ratio of the laser beam is changed according to the motion of the stage.
The drawing apparatus and drawing method according to the present invention can have the characteristics of a plurality of optical waveguides for drawing at the same time.
一方、本発明に係る第2の描画装置は、前記レンズが、分岐した複数の前記レーザ光を1つの前記所定領域に集光することを特徴とする。 On the other hand, the second drawing apparatus according to the present invention is characterized in that the lens collects a plurality of branched laser beams into one predetermined region.
複数の分岐レーザ光で1つの光導波路を形成するため、いずれかの分岐レーザ光が上層の光導波路により集光位置がずれたとしても、他の分岐レーザ光で所望の光導波路を描画できる。このため、本発明に係る描画装置及び描画方法は、ガラス基板に層状に光導波路を形成するときに上層の光導波路の影響を受け難くなり、第2の課題を解決できる。
従って、本発明は、層状に光導波路を形成するときでも上層の光導波路の影響を受け難い描画装置及び描画方法を提供することができる。
Since one optical waveguide is formed by a plurality of branched laser beams, a desired optical waveguide can be drawn by another branched laser beam even if one of the branched laser beams shifts the condensing position due to the upper layer optical waveguide. Therefore, the drawing apparatus and the drawing method according to the present invention are less likely to be affected by the optical waveguide in the upper layer when the optical waveguide is formed in a layer on the glass substrate, and can solve the second problem.
Therefore, the present invention can provide a drawing apparatus and a drawing method that are not easily affected by the upper layer optical waveguide even when the optical waveguide is formed in layers.
また、本発明に係る描画装置の前記レンズは、前記レーザ光を対向しないように照射する位置にあることが好ましい。ここで、前記対向とは、前記ガラス基板の前記レンズ側の表面において、全ての前記分岐レーザ光の入射点が同一直線状にあり、且つ前記集光領域の中心点から前記表面におろした垂線と前記表面との交点が前記直線上に存在する状態である。複数の分岐レーザ光が同時に上層の光導波路の影響を受けることを回避できる。 Further, it is preferable that the lens of the drawing apparatus according to the present invention is located at a position where the laser beam is irradiated so as not to face each other. Here, the opposite means a perpendicular line drawn from the center point of the condensing region to the surface of the glass substrate on the surface of the glass substrate on the lens side, where the incident points of all the branched laser beams are in the same straight line. The intersection of light and the surface is on the straight line. It is possible to prevent a plurality of branched laser beams from being affected by the upper optical waveguide at the same time.
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。 The above inventions can be combined as much as possible.
本発明は、光導波路の描画効率を改善でき、層状に光導波路を形成するときでも上層の光導波路の影響を受け難い描画装置及び描画方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can improve the drawing efficiency of an optical waveguide, and can provide a drawing device and a drawing method that are not easily affected by the upper layer optical waveguide even when the optical waveguide is formed in layers.
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, the components having the same reference numerals in the present specification and the drawings shall indicate the same components.
(実施形態1)
図1は、本実施形態の描画装置301を説明する図である。描画装置301は、
短パルスレーザ51からのレーザ光Lmを複数に分岐するビームスプリッタ12と、
分岐された前記レーザ光(分岐レーザ光Ls)をガラス基板50の内部の所定領域に集光するレンズ13と、
ガラス基板50を所望の運動で移動するステージ11と、
を備え、
ステージ11の運動による前記所定領域の軌跡に光導波路を描画することを特徴とする。
描画装置301では、レンズ13が、分岐レーザ光Lsをそれぞれの所定領域(Aa、Ab、Ac、Ad)に集光する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram illustrating a
A beam splitter 12 that splits the laser beam Lm from the
A
A
Equipped with
It is characterized in that an optical waveguide is drawn on a locus of the predetermined region due to the movement of the
In the
描画装置301は、4つの光導波路を同時に描画できる装置例である。本発明に係る描画装置は、同時に描画できる光導波路の数を4つに限定しない。
The
短パルスレーザ光源51は、短パルスレーザとそれを駆動する電源から成る。短パルスレーザとしては、例えばチタンサファイアレーザを用いることができる。レーザ照射条件を事前に最適化する必要があり、最適化パラメータとしては、波長、平均強度、パルス幅、繰り返し周波数、基板の移動速度、基板材料が挙げられる。本実施形態では、中心波長を800nm、繰り返し周波数を2MHz、パルス幅を140fs、平均強度を120mWに設定した。なお、ステージ11の移動速度を500μm/sとしている。
The short pulse
ガラス基板50は、レーザ光が透過する材料であればガラス以外の材料でも良い。例えば、石英、ボロシリケートガラス、BK7などの光学ガラスや、ニオブ酸リチウム、YVO4などの結晶材料や、ポリメチルメタクリレート(PMMA)などの有機ポリマー材料を光導波路を形成する基板として用いても良い。基板材料の屈折率変化を誘起する条件にレーザ光の光強度を調整することで光導波路を描画可能である。
The
短パルスレーザ光源51から出射したレーザ光Lmは、3つ広帯域ビームスプリッタキューブ(12a、12b、12c)と広帯域全反射ミラー12dで分岐レーザ光Lsに4分岐される。本実施形態では、3つの広帯域ビームスプリッタキューブ(12a、12b、12c)が連結されたものと広帯域全反射ミラー12dがビームスプリッタ12に相当する。
The laser beam Lm emitted from the short pulse
広帯域ビームスプリッタキューブ12aの分波比は3:1、広帯域ビームスプリッタキューブ12bの分波比は2:1、広帯域ビームスプリッタキューブ12cの分波比は1:1である。このためビームスプリッタ12で分波された4つの分岐レーザ光Lsの光強度は、それぞれレーザ光Lmの1/4となり、同一の光強度である。
The widespread
分岐レーザ光Lsは、それぞれの光路にあるレンズ13でステージ11上に固定されたガラス基板50の4つの集光領域(Aa、Ab、Ac、Ad)に集光される。
ステージ11は、3軸ステージでありコンピュータなどの制御装置により運動が制御される。ステージ11を移動させて集光領域(Aa、Ab、Ac、Ad)を移動させれば連続した光導波路(Ga、Gb、Gc、Gd)が同時に4つ形成される。
The branched laser light Ls is focused on four focusing regions (Aa, Ab, Ac, Ad) of the
The
図1では、4つの光導波路が平行に描画されているが、個々の広帯域ビームスプリッタキューブ(12a、12b、12c)と広帯域全反射ミラー12dを別個に制御して反射方向を変えることで集光領域(Aa、Ab、Ac、Ad)の位置を自在に変えられるので、平行でない4つの光導波路を形成することもできる。
In FIG. 1, four optical waveguides are drawn in parallel, but the light is focused by controlling the individual wideband beam splitter cubes (12a, 12b, 12c) and the wideband
ガラス基板50の厚み方向に集光領域の位置を変える場合、焦点距離の異なるレンズを用いればよい。形成する導波路の数が多い場合、レーザ光Lmの光強度を高めるか、ガラス基板50の移動速度を低速にするなどして、集光領域の光強度の積算値(光強度×照射時間)を、ガラス基板の屈折率を変化させる値に保つようにすればよい。
When changing the position of the condensing region in the thickness direction of the
ビームスプリッタ12は、レーザ光Lmの分岐比をステージ11の運動に応じて変化させてもよい。
直線の光導波路を描画するため、ステージ11の動作が直線運動であれば、分岐レーザ光Lsの光強度はいずれも同じでよい。つまり、ビームスプリッタ12はレーザ光Lmを等分岐して分岐レーザ光Lsを出力する。しかし、曲がった光導波路を描画するため、ステージ11が回転運動をした場合、分岐レーザ光Lsの光強度が同じであると回転の中心側の集光領域と外側の集光領域とで光エネルギーの積分値に違いが生じる。具体的には、回転の中心側の集光領域は光エネルギーの積分値が大きく光導波路が太くなり、回転の外側の集光領域は光エネルギーの積分値が小さく光導波路が細くなる。光導波路の太さが変化すると光導波路の特性が異なることになる。このため、ステージ11の動作が回転運動の場合、ビームスプリッタ12は全ての集光領域での光エネルギーの積分値が等しくなるようにレーザ光を分岐する。
なお、このような場合、ビームスプリッタ12として、入射角度を変えることで透過率と反射率を変化させて分岐比を変化させるビームスプリッタ(例えば、非特許文献1を参照。)を使用することができる。
The
In order to draw a linear optical waveguide, if the operation of the
In such a case, as the
(効果)
描画装置301は、レーザ光Lmをビームスプリッタ12で分割し、複数の集光領域(Aa、Ab、Ac、Ad)に照射することで、一括して複数の導波路を描画することができる。その際、分割部分(スプリッタキューブ)を個別に移動することにより任意の導波路をガラス基板に描画することができる。
(effect)
The
(実施形態2)
図2は、本実施形態の描画装置302を説明する図である。描画装置302は、ビームスプリッタ12、レンズ13、ステージ11、反射ミラー(21a、21b、21c)、及びプリズム(22a、22b、22c)を備える。ビームスプリッタ12は、広帯域ビームスプリッタキューブ(12a、12b)と全反射ミラー12dで構成される。レンズ13は、個々の分岐レーザ光Lsに対応したレンズ(13a、13b、13c)で構成される。なお、図2において、短パルスレーザ光源51とガラス基板50は描画装置302に含まれない。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a diagram illustrating the
実施形態1の描画装置301は、それぞれの分波レーザ光で光導波路を描画した。すなわち、4つの分波レーザ光で同時に4つの光導波路を描画した。一方、描画装置302は、3つの分波レーザ光Lsを1つの集光領域Atに集光し、1つの光導波路を形成する点が描画装置301と異なる。すなわち、レンズ13は、複数の分岐レーザ光Lsを1つの集光領域Atに集光する。
The
描画装置302は、1つの短パルスレーザ光源51から出射したレーザ光Lmをビームスプリッタ12で3つの分岐レーザ光Lsに分岐する。分岐レーザ光Lsは、それぞれ反射ミラー(21a、21b、21c)で反射され、プリズム(22a、22b、22c)及びレンズ13を介してステージ11上に固定されたガラス基板50の1つの集光領域Atに集光される。
The
ステージ11は、コンピュータなどの制御装置20により移動が制御され、所望の運動でガラス基板50を移動できる。このため、ステージ11を運動させ集光領域Atを移動させれば連続した光導波路が1つ形成される。なお、ステージ11をガラス基板50の厚み方向へ移動させることで、ガラス基板50内に複数の層状に光導波路を描画できる。図2の場合、ガラス基板50内に上層の光導波路Guと下層の光導波路Glが形成されている。
The movement of the
描画装置302は、2つの分岐レーザ光Lsが重畳したときの光強度をガラス基板50の屈折率が変化する光強度未満、且つ3つの分岐レーザ光Lsが重畳したときの光強度をガラス基板50の屈折率が変化する光強度以上となるように、短パルスレーザ光源51を制御し、レーザ光Lmの光強度を調整する。
The
つまり、3以上の分波レーザ光Lsが重なる領域ではガラス基板50の屈折率が変化し、2つの分岐レーザ光Lsが重畳し照射される領域ではガラス基板50の屈折率は変化しない。図3を用いて説明する。Ls1、Ls2、Ls3は、それぞれの分岐レーザ光Lsの集光位置を示す。
That is, the refractive index of the
図3(A)はそれぞれの分岐レーザ光Lsの集光位置が重なっていない状態である。レーザの集光領域は双曲線で挟まれた形状に類似しており、図3では模式的に鼓形状で表している。図3(B)はビームスプリッタ12、反射ミラー21、プリズム22及びレンズ13を調整してそれぞれの分岐レーザ光Lsの3つの集光位置を重畳した状態である。集光位置が重なれば光強度が高くなりガラス基板50の屈折率を変化させることができ、光導波路を描画できる。
FIG. 3A shows a state in which the condensing positions of the respective branched laser beams Ls do not overlap. The focusing region of the laser resembles the shape sandwiched between hyperbolas, and is schematically represented by a drum shape in FIG. FIG. 3B shows a state in which the
図3(C)は1つの分岐レーザ光Ls1の集光位置がずれ、Ls1’の位置にある状態である。このような状態であっても3つの分岐レーザ光Lsの集光位置が重なった領域(Ls1’+Ls2+Ls3)の位置と形状は元の領域((Ls1+Ls2+Ls3)とほとんど変化していない。そのため、1つの分岐レーザ光の集光位置がずれたとしても、位置ずれがない図3(B)と同様の位置においてガラス基板50の屈折率を変化させることができ、光導波路を描画できる。
FIG. 3C shows a state in which the focusing position of one branched laser beam Ls1 is displaced and is at the position of Ls1'. Even in such a state, the position and shape of the region (Ls1'+ Ls2 + Ls3) where the focused positions of the three branched laser beams Ls overlap are almost unchanged from the original region ((Ls1 + Ls2 + Ls3). Even if the condensing position of the branched laser light is deviated, the refractive index of the
したがって、複数に分岐されたレーザ光が重畳した場合にのみ、ガラス基板50の屈折率を変化させることができる構成とすれば、レーザ光の集光位置がずれてもその影響はほとんどない。
Therefore, if the refractive index of the
分岐レーザ光Lsの集光位置がずれる原因のひとつに、図2のガラス基板50のように、集光領域Atの上方(光源方向)に光導波路Guが存在することが挙げられる。前述のように、光導波路Gu(コア導波路)の屈折率は周りのクラッド層と異なるため、分岐レーザ光Lsが光導波路Guを横切るときに焦点距離がずれるためである(図6参照。)。
One of the causes of the shift of the condensing position of the branched laser beam Ls is that the optical waveguide Gu exists above the condensing region At (in the direction of the light source) as shown in the
図6では、説明容易のため分岐レーザ光Lsがガラス基板50の表面に対して垂直に入射する場合を記載している。この場合、光導波路Guにより集光位置は本来の位置より上方に移動する。なお、分岐レーザ光Lsがガラス基板50の表面に対して垂直でない方向から入射した場合、光導波路Guにより集光位置は上方だけでなく水平方向にも移動する。
FIG. 6 describes a case where the branched laser beam Ls is vertically incident on the surface of the
このように、上層の光導波路Guで分岐レーザ光Lsの焦点領域がずれるような場合であっても、レーザ光の集光形状(鼓形状)は光軸方向に伸びているので、3つの分岐レーザ光Lsの重畳位置とその形状はほとんど変わらないので、光導波路Guを横切ることにより分岐レーザ光Lsの焦点距離がずれたとしても、光導波路Guが存在しない場合と同様な位置に光導波路を描画することができる。 In this way, even when the focal length of the branched laser light Ls shifts in the upper optical waveguide Gu, the focused shape (drum shape) of the laser light extends in the optical axis direction, so that there are three branches. Since the superimposed position of the laser beam Ls and its shape are almost the same, even if the focal length of the branched laser beam Ls is deviated by crossing the optical waveguide Gu, the optical waveguide is placed at the same position as when the optical waveguide Gu does not exist. Can be drawn.
なお、本実施形態では分岐レーザ光Lsの数が3である場合を説明したが、本発明に係る描画装置は、分岐レーザ光Lsの数を3に限定しない。分岐レーザ光Lsの数は2であっても4以上であってもよい。 Although the case where the number of branched laser beams Ls is 3 has been described in the present embodiment, the drawing apparatus according to the present invention does not limit the number of branched laser beams Ls to 3. The number of branched laser beams Ls may be 2 or 4 or more.
また、レンズ13は、分岐レーザ光Lsを対向しないように照射する位置にあることが好ましい。すなわち、少なくとも2つの分岐レーザ光Lsの光軸は非180度対向としておく。ここで、前記対向(180度対向)とは、図7のように、ガラス基板50のレンズ13側の表面50sにおいて、全ての分岐レーザ光Lsの入射点Pinが同一直線上にあり、且つ集光領域Atの中心点Atcから表面50sにおろした垂線と表面50sとの交点Patが当該直線上に存在する状態である。図7(A)はガラス基板50を厚み方向に切断した断面図であり、図7(B)はガラス基板50をレンズ13側から見た図である。ここで、図7は分岐レーザ光が2つの場合であるが、3以上でも同様である。
Further, it is preferable that the
光導波路の曲率半径(R≧数百μm)はレーザ照射系に対して大きく、分岐レーザ光にとって上層の光導波路Guは殆ど直線とみなせる。
もし、2つの分岐レーザ光Lsの光軸が180度対向であれば、図8のように偶然2つの光軸が光導波路Guの影響を受けることがあり得る。一般的に、隣り合う光導波路の間隔は50μmより広く光導波路の太さ(≒集光領域Atの径)が数μmであることに比べ十分に粗である、よって、2つの分岐レーザ光Lsの光軸を非180度配置とすれば分岐レーザ光Lsが2つ以上同時に光導波路Guの影響を受けることはほとんど無いからである。このような状態を避けるためにも、分岐レーザ光の数を3以上とし、且つ全ての分岐レーザ光が上層の光導波路の影響を受けないように分岐レーザ光の位置を調整しておくことが好ましい。なお、2つの分岐レーザ光Lsが同時に、光導波路Guを横切る場合でもその影響は小さい。それは、レーザ光の焦点形状が光軸方向に伸びているため、同時に2つの集光位置が光軸方向に移動しても、3つの分岐レーザ光の重畳位置とその形状はほとんど変わらないためである。
The radius of curvature (R ≧ several hundred μm) of the optical waveguide is large with respect to the laser irradiation system, and the optical waveguide Gu in the upper layer can be regarded as almost a straight line for the branched laser light.
If the optical axes of the two branched laser beams Ls face each other by 180 degrees, the two optical axes may be accidentally affected by the optical waveguide Gu as shown in FIG. In general, the distance between adjacent optical waveguides is wider than 50 μm, which is sufficiently coarser than the thickness of the optical waveguide (≈ the diameter of the condensing region At) of several μm. Therefore, the two branched laser beams Ls. This is because if the optical axes of the above are arranged non-180 degrees, two or more branched laser beams Ls are hardly affected by the optical waveguide Gu at the same time. In order to avoid such a state, the number of branched laser beams should be 3 or more, and the position of the branched laser beams should be adjusted so that all the branched laser beams are not affected by the optical waveguide in the upper layer. preferable. Even when two branched laser beams Ls cross the optical waveguide Gu at the same time, the influence is small. This is because the focal shape of the laser beam extends in the optical axis direction, so even if the two focusing positions move in the optical axis direction at the same time, the superposition position of the three branched laser beams and their shape are almost the same. be.
(効果)
描画装置302は、複数のパスで分岐レーザ光Lsを同期して照射し、また上層の光導波路Guの下部に集光領域Atを調節することで、光導波路Guの影響を受けずに下層に光導波路Glを描画することができる。
(effect)
The
11:ステージ
12:ビームスプリッタ
21a、12b、12c:広帯域ビームスプリッタキューブ
12d:広帯域全反射ミラー
13、13a、13b、13c:レンズ
21a、21b、21c:反射ミラー
22a、22b、22c:プリズム
50:ガラス基板
51:短パルスレーザ光源
301、302:描画装置
11: Stage 12:
Claims (2)
分岐された複数の前記レーザ光を対向しないように照射する位置にあり、分岐された複数の前記レーザ光をガラス基板の内部の同一の所定領域に集光するレンズと、
前記ガラス基板を所望の運動で移動するステージと、
を備え、
前記ステージの運動による前記所定領域の軌跡に光導波路を描画することを特徴とする描画装置。
ただし、前記対向とは、前記ガラス基板の前記レンズ側の表面において、分岐した全ての前記レーザ光の光軸の入射点が同一直線上にあり、且つ前記所定領域の中心点から前記表面におろした垂線と前記表面との交点が前記直線上に存在する状態である。 A beam splitter that splits the laser beam from a short pulse laser into multiple pieces,
A lens that is in a position to irradiate the plurality of branched laser beams so as not to face each other, and concentrates the plurality of branched laser beams to the same predetermined area inside the glass substrate.
A stage that moves the glass substrate with a desired motion,
Equipped with
A drawing device characterized in that an optical waveguide is drawn on a locus of the predetermined region due to the movement of the stage.
However, the opposite means that on the surface of the glass substrate on the lens side, the incident points of all the branched optical axes of the laser beam are on the same straight line, and the intersection is lowered from the center point of the predetermined region to the surface. It is a state in which the intersection of the vertical line and the surface exists on the straight line.
短パルスレーザからのレーザ光を複数に分岐すること、
分岐された複数の前記レーザ光を対向しないように前記ガラス基板の内部の同一の所定領域に集光すること、
前記ガラス基板を所望の運動で移動すること、及び
前記所定領域の軌跡に前記光導波路を形成すること
を特徴とする描画方法。
ただし、前記対向とは、複数の前記レーザ光が入射する側の前記ガラス基板の表面において、分岐した全ての前記レーザ光の光軸の入射点が同一直線上にあり、且つ前記所定領域の中心点から前記表面におろした垂線と前記表面との交点が前記直線上に存在する状態である。 It is a drawing method that draws an optical waveguide on a glass substrate.
Dividing the laser beam from a short pulse laser into multiple parts,
Condensing a plurality of branched laser beams into the same predetermined area inside the glass substrate so as not to face each other.
A drawing method comprising moving the glass substrate with a desired motion and forming the optical waveguide in a locus of the predetermined region.
However, the opposite means that the incident points of all the branched optical axes of the laser beam are on the same straight line on the surface of the glass substrate on the side where the plurality of laser beams are incident , and the predetermined region. A state in which the intersection of the perpendicular line drawn from the center point to the surface and the surface exists on the straight line.
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