JPH01230005A - 多層膜光導波路 - Google Patents
多層膜光導波路Info
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- JPH01230005A JPH01230005A JP5700988A JP5700988A JPH01230005A JP H01230005 A JPH01230005 A JP H01230005A JP 5700988 A JP5700988 A JP 5700988A JP 5700988 A JP5700988 A JP 5700988A JP H01230005 A JPH01230005 A JP H01230005A
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は所定の屈折率をもった光導波路構造である多層
膜光導波路に関する。
膜光導波路に関する。
(従来の技術)
光導波路は屈折率の高い材料からなる光導波路コアと屈
折率の低い材料からなる光導波路クラッドを接触させて
構成し、先導波路コア内を光を伝搬させるものである。
折率の低い材料からなる光導波路クラッドを接触させて
構成し、先導波路コア内を光を伝搬させるものである。
光導波路コアを光導波路クラッドと異なる屈折率の材料
で構成したり、光導波路クラッド材料の一部に他の材料
をドープする等して光導波路コアを構成する。先導波路
の一般的な作製方法は大きく分けるとデイポジションと
拡散又は注入との2つの方法に分けることができ、デイ
ポジションには半導体膜のエピタキシャル成長、真空蒸
着、スパッタ、プラズマCVD等があり、拡散又は注入
には熱拡散、イオン交換、イオン注入等がある。例えば
、真空蒸着法により光導波路を作製する場合には基板を
真空蒸着装置内に配置し、真空蒸着装置内を10−’T
orr程度まで真空に引いて、電子ビームで例えばS
IOzのクランド材及びT、O□のコア材を加熱蒸発さ
せ、基板にデイポジションさせる。これにより、光導波
路のクラッド部を5.0□で形成しコア部をT、O,で
形成して、屈折率路1.46の先導波路クラッド及び屈
折率路2.2の光導波路コアを有する光導波路が実現で
きる。また、光ファイバと光導波路とを低1員失で接続
するには、光導波路の光導波路コアの屈折率及び光導波
路クラッドの屈折率を夫々光ファイバのコアの屈折率及
びクラッドの屈折率と一致させるかあるいは近いものに
するように光導波路を設計しなければならない。
で構成したり、光導波路クラッド材料の一部に他の材料
をドープする等して光導波路コアを構成する。先導波路
の一般的な作製方法は大きく分けるとデイポジションと
拡散又は注入との2つの方法に分けることができ、デイ
ポジションには半導体膜のエピタキシャル成長、真空蒸
着、スパッタ、プラズマCVD等があり、拡散又は注入
には熱拡散、イオン交換、イオン注入等がある。例えば
、真空蒸着法により光導波路を作製する場合には基板を
真空蒸着装置内に配置し、真空蒸着装置内を10−’T
orr程度まで真空に引いて、電子ビームで例えばS
IOzのクランド材及びT、O□のコア材を加熱蒸発さ
せ、基板にデイポジションさせる。これにより、光導波
路のクラッド部を5.0□で形成しコア部をT、O,で
形成して、屈折率路1.46の先導波路クラッド及び屈
折率路2.2の光導波路コアを有する光導波路が実現で
きる。また、光ファイバと光導波路とを低1員失で接続
するには、光導波路の光導波路コアの屈折率及び光導波
路クラッドの屈折率を夫々光ファイバのコアの屈折率及
びクラッドの屈折率と一致させるかあるいは近いものに
するように光導波路を設計しなければならない。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、従来のいずれの方法でも、光導波路の光
導波路クランド及び光導波路コアの屈折率がクランド及
びコアに使用する材料に固有の屈折率で固定され光導波
路の屈折率の設定が決まってしまい、また、熱拡散、イ
オン交換又はイオン注入による方法では光導波路コアの
屈折率に屈折率分布がついてしまうという問題点がある
。更に、従来のいずれの方法でも、光ファイバと先導波
路を接続する際に接続fil失を少なくするために光導
波路の各部を所定の屈折率に調整することが難しいとい
う問題点がある。
導波路クランド及び光導波路コアの屈折率がクランド及
びコアに使用する材料に固有の屈折率で固定され光導波
路の屈折率の設定が決まってしまい、また、熱拡散、イ
オン交換又はイオン注入による方法では光導波路コアの
屈折率に屈折率分布がついてしまうという問題点がある
。更に、従来のいずれの方法でも、光ファイバと先導波
路を接続する際に接続fil失を少なくするために光導
波路の各部を所定の屈折率に調整することが難しいとい
う問題点がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、所定
の光導波路コア及び光導波路クラッドの屈折率及びそれ
らの屈折率差を有する多層膜光導波路を提供することを
目的とする。
の光導波路コア及び光導波路クラッドの屈折率及びそれ
らの屈折率差を有する多層膜光導波路を提供することを
目的とする。
(課題を解決するための手段)
上記目的を解決するために、本発明によれば、屈折率に
差のある2種類以上の材料の薄膜を夫々前記材料内の光
波長に比べて薄い所定厚さで基板上に積層して構成され
た所与の屈折率の光導波路を有する多層11り光導波路
が提供される。
差のある2種類以上の材料の薄膜を夫々前記材料内の光
波長に比べて薄い所定厚さで基板上に積層して構成され
た所与の屈折率の光導波路を有する多層11り光導波路
が提供される。
(作用)
屈折率の異なる2種類以」二の材t4を基板上に堆積さ
せ、その厚さを夫々材料内の使用波長よりも十分に薄く
多層形成することによって所定の等価な屈折率を有する
光導波路を構成する。
せ、その厚さを夫々材料内の使用波長よりも十分に薄く
多層形成することによって所定の等価な屈折率を有する
光導波路を構成する。
(実施例)
以下、本発明の実施例を添付図面に恭づいて詳細に説明
する。
する。
第1図は本発明の多層膜光導波路の一実施例を示す断面
図である。この実施例では、基板1」二に光導波路クラ
ッド2bが衆着等により堆積され、その上にG、0□・
S、O□の層2cとS、O□の層2dが交互に茎着等に
より積層されて先導波路コア2aが形成され、更にその
トに先導波路クランド2bが形成されている。この光導
波路コア2aは夫々4層のG−Ox’ 5tOz層2c
と3層のS、O,層2dがJ71J?5されて形成され
ている。後に詳述するように、屈折率の異なる2種類以
上の材料(物質)をその材料内の使用光波長よりも十分
に小さいつまり薄い所定厚さで積層させ積層構造を構成
すると、積層構造全体の等価な屈折率を個々の材料の屈
折率とは別に変化させることができる。積層構造の屈折
率は積層する材料の屈折率、各積層の厚さ、積層の数に
よって調整できる0例えば、先導波路コア2aの積層材
料を光導波路クランド2bの材料よりも屈折率の高い材
料を使用することによって、あるいは屈折率の高い材料
の厚さを厚くすることによって、先導波路コア2aの屈
折率を光導波路クラッド2bの屈折率よりも高くするこ
とが出来る。先導波路クランド2bは光導波路コア2a
と同しく薄膜を積層して構成することができる。先導波
路クラッド2bは光導波路コア2aを形成する層2dと
同しS、Ofで構成してもよく、別の材料で構成しても
よい。
図である。この実施例では、基板1」二に光導波路クラ
ッド2bが衆着等により堆積され、その上にG、0□・
S、O□の層2cとS、O□の層2dが交互に茎着等に
より積層されて先導波路コア2aが形成され、更にその
トに先導波路クランド2bが形成されている。この光導
波路コア2aは夫々4層のG−Ox’ 5tOz層2c
と3層のS、O,層2dがJ71J?5されて形成され
ている。後に詳述するように、屈折率の異なる2種類以
上の材料(物質)をその材料内の使用光波長よりも十分
に小さいつまり薄い所定厚さで積層させ積層構造を構成
すると、積層構造全体の等価な屈折率を個々の材料の屈
折率とは別に変化させることができる。積層構造の屈折
率は積層する材料の屈折率、各積層の厚さ、積層の数に
よって調整できる0例えば、先導波路コア2aの積層材
料を光導波路クランド2bの材料よりも屈折率の高い材
料を使用することによって、あるいは屈折率の高い材料
の厚さを厚くすることによって、先導波路コア2aの屈
折率を光導波路クラッド2bの屈折率よりも高くするこ
とが出来る。先導波路クランド2bは光導波路コア2a
と同しく薄膜を積層して構成することができる。先導波
路クラッド2bは光導波路コア2aを形成する層2dと
同しS、Ofで構成してもよく、別の材料で構成しても
よい。
第2図は一般的な埋込み形光導波路の設計パラメータを
示す断面1図である。一般に、埋込み型先導波路あるい
はりフジ型光導波路を設計する場合に、先導波路の光導
波路コア2aの厚さT、光導波路コア2aの幅W、光導
波路コア2aの屈折率n1、及び光導波路クランドの屈
折率n2の各パラメータから先導波路の特性方程式を解
いて、先導波路内の電磁界分布、導波モード数等を解析
する。この解析により、先導波路内の光の伝搬状態を知
ることができる。また、光ファイバと光導波路とを接続
する際に、光ファイバとして単一モードファイバを用い
るとその比屈折率差Δ=(n、−n2)/n1(n、
コアの屈折率、n2・クラッドの屈折;<4)が△−
0,3%程度であるから低打1失の接続を可能にするた
めには光導波路の屈折率を光ファイバに近づけることが
必要である。例えば、光導波路クランド材としてS、0
□を用いるとその屈折率が02=1.458であるから
屈折率n1ζ1.462の物質で光導波路コアを形成す
ることが必要である。しかし、屈折率が1.462の誘
電体が存在しないために第1図を参照して略述した積層
構造により等価な屈折率として1.462を得ることに
なる。
示す断面1図である。一般に、埋込み型先導波路あるい
はりフジ型光導波路を設計する場合に、先導波路の光導
波路コア2aの厚さT、光導波路コア2aの幅W、光導
波路コア2aの屈折率n1、及び光導波路クランドの屈
折率n2の各パラメータから先導波路の特性方程式を解
いて、先導波路内の電磁界分布、導波モード数等を解析
する。この解析により、先導波路内の光の伝搬状態を知
ることができる。また、光ファイバと光導波路とを接続
する際に、光ファイバとして単一モードファイバを用い
るとその比屈折率差Δ=(n、−n2)/n1(n、
コアの屈折率、n2・クラッドの屈折;<4)が△−
0,3%程度であるから低打1失の接続を可能にするた
めには光導波路の屈折率を光ファイバに近づけることが
必要である。例えば、光導波路クランド材としてS、0
□を用いるとその屈折率が02=1.458であるから
屈折率n1ζ1.462の物質で光導波路コアを形成す
ることが必要である。しかし、屈折率が1.462の誘
電体が存在しないために第1図を参照して略述した積層
構造により等価な屈折率として1.462を得ることに
なる。
第3図は第1Vの多層膜先導波路を拡大して示しており
、厚さ′rの光導波路コア2aが屈折1.473、膜厚
り、のC202・S、○J52cと屈折率1.458、
膜厚L2のS、O,層2dとが各3層積層されて構成さ
れている。−最に、数種類の材料を交互に積層した積層
構造の光導波路の等価な屈折率Netはで与えられる。
、厚さ′rの光導波路コア2aが屈折1.473、膜厚
り、のC202・S、○J52cと屈折率1.458、
膜厚L2のS、O,層2dとが各3層積層されて構成さ
れている。−最に、数種類の材料を交互に積層した積層
構造の光導波路の等価な屈折率Netはで与えられる。
ここで、厚さT=t、+t2+・・・・・・七り0、m
は各層の積層数(第3図の実施例ではm−6)、L、、
L2・・・・・・Llは各材料の膜厚であり、nl、n
2・・・・・・n、は各材料の屈折率である。例えば、
材料CpO,・S10□と3.0□とを用いて真空決着
により光導波路を形成する場合に光導波路クラ、ドを3
.0□で形成し光導波路コアをG。Ox・S、0□とS
、0□の多層膜で形成するものとすれば、光導波路コア
の等価な屈折率1.462を得る1つの解としてn+=
1.473 、n2 =1.458、t、=0.53μ
m、 Lx =1.47μmの積層構造が得られる(
m−2)。この光導波路は膜厚む7、し!を変えること
により等価な屈折率N□を微調整できるので所望の屈折
率及び光導波路コアと光導波路クラッドの屈折率差をも
った先導波路を実現できる。また、薄膜を多層に積層す
るので膜厚の精度が1/’−fr(N:層数)に比例し
て向上できる。積層構造は真空蒸着等により容易に作製
できる。
は各層の積層数(第3図の実施例ではm−6)、L、、
L2・・・・・・Llは各材料の膜厚であり、nl、n
2・・・・・・n、は各材料の屈折率である。例えば、
材料CpO,・S10□と3.0□とを用いて真空決着
により光導波路を形成する場合に光導波路クラ、ドを3
.0□で形成し光導波路コアをG。Ox・S、0□とS
、0□の多層膜で形成するものとすれば、光導波路コア
の等価な屈折率1.462を得る1つの解としてn+=
1.473 、n2 =1.458、t、=0.53μ
m、 Lx =1.47μmの積層構造が得られる(
m−2)。この光導波路は膜厚む7、し!を変えること
により等価な屈折率N□を微調整できるので所望の屈折
率及び光導波路コアと光導波路クラッドの屈折率差をも
った先導波路を実現できる。また、薄膜を多層に積層す
るので膜厚の精度が1/’−fr(N:層数)に比例し
て向上できる。積層構造は真空蒸着等により容易に作製
できる。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明によれば、屈折率に差のあ
る2種類以上の材料の)W膜を夫々前記材料内の光波長
に比べて薄い所定1“1さで裁板上に積層して構成され
た所与の屈折率の先導波路を有することにより、先導波
路の屈折率及び先導波路コアと光導波路クラッドの屈折
率差を所定の値に設計でき、そのため光ファイバと接続
する際に接続rR失を低減するように構成でき、また屈
折率差を選択することにより光導波路を非常に薄く構成
でき、更に、薄膜を多層に積層するために全体の膜厚の
精度が向上でき、更に、厚膜を使用せずに薄膜を積層さ
せて光導波路を形成することから蒸着等により容易に先
導波路が構成できるという効果が得られる。
る2種類以上の材料の)W膜を夫々前記材料内の光波長
に比べて薄い所定1“1さで裁板上に積層して構成され
た所与の屈折率の先導波路を有することにより、先導波
路の屈折率及び先導波路コアと光導波路クラッドの屈折
率差を所定の値に設計でき、そのため光ファイバと接続
する際に接続rR失を低減するように構成でき、また屈
折率差を選択することにより光導波路を非常に薄く構成
でき、更に、薄膜を多層に積層するために全体の膜厚の
精度が向上でき、更に、厚膜を使用せずに薄膜を積層さ
せて光導波路を形成することから蒸着等により容易に先
導波路が構成できるという効果が得られる。
第1図は本発明の多層膜光導波路の一実施例を示す断面
図、第2図は一般的な埋込み形光導波路の設計パラメー
タを示す断面図、第3図は第1図の多層膜光導波路を拡
大して説明する拡大断面図である。 1・・・基板、2・・・光導波路、2a・・・光導波路
コア、2b・・・光導波路クランド、2C・・・G、0
□・stow層、2d・・・S IOz層、T・・・光
導波路コアの厚さ、W・・・先導波路コアの幅、n・・
・先導波路コアの屈折率、n2・・・先導波路クラッド
の屈折率。
図、第2図は一般的な埋込み形光導波路の設計パラメー
タを示す断面図、第3図は第1図の多層膜光導波路を拡
大して説明する拡大断面図である。 1・・・基板、2・・・光導波路、2a・・・光導波路
コア、2b・・・光導波路クランド、2C・・・G、0
□・stow層、2d・・・S IOz層、T・・・光
導波路コアの厚さ、W・・・先導波路コアの幅、n・・
・先導波路コアの屈折率、n2・・・先導波路クラッド
の屈折率。
Claims (1)
- 屈折率に差のある2種類以上の材料の薄膜を夫々前記材
料内の光波長に比べて薄い所定厚さで基板上に積層して
構成された所与の屈折率の光導波路を有することを特徴
とする多層膜光導波路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5700988A JPH01230005A (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | 多層膜光導波路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5700988A JPH01230005A (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | 多層膜光導波路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01230005A true JPH01230005A (ja) | 1989-09-13 |
Family
ID=13043449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5700988A Pending JPH01230005A (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | 多層膜光導波路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01230005A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5303319A (en) * | 1992-12-28 | 1994-04-12 | Honeywell Inc. | Ion-beam deposited multilayer waveguides and resonators |
WO2013146620A1 (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | 日本電気株式会社 | 光機能素子及びその製造方法 |
US20180059478A1 (en) * | 2016-01-08 | 2018-03-01 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Light guide plate, backlighting module and liquid crystal display device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6037504A (ja) * | 1983-08-09 | 1985-02-26 | Fujitsu Ltd | 光導波路の製造方法 |
JPS63113507A (ja) * | 1986-10-31 | 1988-05-18 | Hitachi Ltd | 光導波路およびその製造法 |
JPH01154002A (ja) * | 1987-12-10 | 1989-06-16 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 光導波路 |
-
1988
- 1988-03-10 JP JP5700988A patent/JPH01230005A/ja active Pending
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