JPH03155505A - Optical waveguide and its manufacture - Google Patents

Optical waveguide and its manufacture

Info

Publication number
JPH03155505A
JPH03155505A JP1295279A JP29527989A JPH03155505A JP H03155505 A JPH03155505 A JP H03155505A JP 1295279 A JP1295279 A JP 1295279A JP 29527989 A JP29527989 A JP 29527989A JP H03155505 A JPH03155505 A JP H03155505A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical waveguide
substrate
diffused
mgo
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1295279A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Semura
滋 瀬村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP1295279A priority Critical patent/JPH03155505A/en
Publication of JPH03155505A publication Critical patent/JPH03155505A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce radiant loss at a curvature part by preparing an optical waveguide formed with a substrate and a metallic element diffused in the substrate according to a desired pattern, and further diffusing an MgO in the curvature part of an optical waveguide pattern and the area of the substrate in the neighborhood of the curvature part. CONSTITUTION:The optical waveguides are the waveguides 4a, 4b formed with the substrate 1 and the metallic element diffused in the substrate 1 according to the desired pattern, and the MgO is diffused in the curvature part of the optical waveguide pattern and the substrate 1 in the neighborhood of the curvature part. For example, MgO layers 6a, 6b are formed at the curvature parts of the optical waveguides 4a, 4b formed by applying the thermal diffusion of Ti to the substrate, and the thermal diffusion is applied, and the MgO is diffused only in the neighborhood of the curvature parts of the waveguides 4a, 4b. When the MgO is further diffused in the optical waveguide in the substrate 1 and the neighborhood of the waveguide, a refractive index is decreased in an area where the MgO is diffused, and the radiant loss can be reduced compared with an ordinary optical waveguide in which only Ti is diffused. Thereby, it is possible to reduce the radiant loss at the curvature part and to form the optical waveguide with uniform radiant loss in spite of the inclusion of the curvature part.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光導波路とその製造方法に関する。[Detailed description of the invention] Industrial applications The present invention relates to an optical waveguide and a method for manufacturing the same.

より詳細には、本発明は、基板中に金属元素を拡散して
構成される光導波路であって、特にその屈曲部における
放射損失が低い新規な光導波路とその製造方法に関する
More specifically, the present invention relates to an optical waveguide constructed by diffusing a metal element into a substrate, and in particular to a novel optical waveguide with low radiation loss at bent portions, and a method for manufacturing the same.

従来の技術 L+NbO5にオブ酸リチウム) 、LiTa0.等に
より形成された基板中に、所望のパターンに従ってT1
等の金属元素を拡散することによって形成される光導波
路がある。
Conventional technology L+NbO5 with lithium oxide), LiTa0. T1 according to a desired pattern in a substrate formed by et al.
There is an optical waveguide formed by diffusing metal elements such as.

このような光導波路は、集積回路におけるパターニング
技術を応用することによって微細な光導波路パターンを
形成することができるので、光分岐/合波器等の光素子
を作製するために広く利用されると共に、光集積回路へ
の適用が期待されている。
Such optical waveguides can be used to form fine optical waveguide patterns by applying patterning technology in integrated circuits, and are therefore widely used to fabricate optical devices such as optical branching/combining devices. , is expected to be applied to optical integrated circuits.

第1図(a)〜(d)は、上述のような光導波路による
方向性結合器の製造過程を概略的に示す図である。
FIGS. 1A to 1D are diagrams schematically showing the manufacturing process of a directional coupler using an optical waveguide as described above.

まず、第1図(a)に示すように、基板1上の全面に1
1膜2を形成する。続いて、第1図(b)に示すように
、Tll膜上上所望のパターン形状のレジスト層3aお
よび3bを形成する。続いて、11層2の露出部分をエ
ツチングにより取り除くことにより、第1図(C)に示
すように、基板1上には所望のパターン形状のTi層2
aおよび2bが形成される。更に、これを加熱してTi
層2a、2bを基板l中に拡散させることによって、第
1図(d)に示すように、基板l内に光導波路4aおよ
び4bが形成される。
First, as shown in FIG. 1(a), 1
1 film 2 is formed. Subsequently, as shown in FIG. 1(b), resist layers 3a and 3b having a desired pattern are formed on the Tll film. Subsequently, by removing the exposed portion of the 11 layer 2 by etching, a desired pattern of the Ti layer 2 is formed on the substrate 1, as shown in FIG. 1(C).
a and 2b are formed. Furthermore, by heating this, Ti
By diffusing the layers 2a, 2b into the substrate l, optical waveguides 4a and 4b are formed in the substrate l, as shown in FIG. 1(d).

尚、方向性結合器の典型的な具体例を挙げれば、第1図
(6)に示した方向性結合器は、幅7μm1厚さ700
 AのTi層を1000℃で6時間処理することによっ
て形成されており、入射端および出射端における光導波
路4aおよび4b相互の間隔は120μm1中夫の結合
部における間隔が6μm1各導波路4a、4bの屈曲部
における曲率半径は約40mmである。また、この方向
性結合器の挿入損失は0.5dBであった。
As a typical example of a directional coupler, the directional coupler shown in FIG. 1 (6) has a width of 7 μm and a thickness of 700 μm.
It is formed by treating the Ti layer of A at 1000° C. for 6 hours, and the distance between the optical waveguides 4a and 4b at the input end and the output end is 120 μm1.The distance at the coupling part of the core is 6 μm1 for each waveguide 4a, 4b. The radius of curvature at the bent portion is approximately 40 mm. Further, the insertion loss of this directional coupler was 0.5 dB.

発明が解決しようとする課題 ところで、上述のような光導波路によって方向性結合器
を形成する場合、第1図(d)にも示すように、光導波
路相互の間隔は、結合部においては6〜8μm程度であ
る。一方、両端部における光導波路相互の間隔は、この
結合器に結合する光ファイバの直径よりも大きくする必
要がある。従って、各光導波路には、それぞれ2箇所の
屈曲部が不可避に形成される。
Problems to be Solved by the Invention By the way, when forming a directional coupler using the optical waveguides as described above, as shown in FIG. It is about 8 μm. On the other hand, the distance between the optical waveguides at both ends needs to be larger than the diameter of the optical fiber coupled to this coupler. Therefore, two bent portions are inevitably formed in each optical waveguide.

光導波路は、その屈曲部において放射損失が増加するこ
とが一般的に知られている。従って、上述のように不可
避に屈曲部を形成しなければならない場合は、常に最も
損失の大きい屈曲部を基準に考え、その損失を小さくす
るためには、屈曲角度をできるだけ小さくし、且つ、屈
曲部の曲率半径をできるだけ大きくするように設計して
いた。
It is generally known that radiation loss in optical waveguides increases at bent portions. Therefore, when it is necessary to form a bend as described above, always consider the bend with the greatest loss as a reference, and in order to reduce the loss, the bend angle should be made as small as possible, and the bend should be It was designed to make the radius of curvature of the part as large as possible.

しかしながら、このような手法で設計された光導波路は
、屈曲部における放射損失を低減するために非常に寸法
が大きくなってしまうという問題がある。
However, an optical waveguide designed using such a method has a problem in that its size becomes extremely large in order to reduce radiation loss at the bend.

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、屈
曲部における放射損失を、その形状の限定以外の方法で
低減することにより、屈曲部を含む光導波路を小型化す
ることをその目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and reduce the radiation loss in the bent portion by a method other than limiting the shape of the bent portion, thereby reducing the size of the optical waveguide including the bent portion. It is said that

課題を解決するための手段 即ち、本発明に従うと、基板と、該基板中に所望のパタ
ーンに従って拡散された金属元素とによって形成された
光導波路であって、該光導波路パターンの屈曲部および
その近傍の基板中の領域に、更に、MgOが拡散されて
いることを特徴とする光導波路が提供される。
According to the present invention, there is provided an optical waveguide formed by a substrate and a metal element diffused into the substrate according to a desired pattern, the bending portion of the optical waveguide pattern and its An optical waveguide is provided further characterized in that MgO is diffused in a region in the substrate in the vicinity.

また、上記本発明に係る光導波路を製造する方法として
、本発明により、基板上に所望のパターンに従う金属層
を形成し、該基板および金属層を加熱することによって
該金属層を該基板中に拡散して光導波路を製造する方法
において、更に、該パターンの屈曲部およびその近傍の
領域上に!、1gO層を形成した後、これを加熱して該
光導波路中および該光導波路近傍の基板中に’、IgO
を拡散する工程を含むことを特徴とする光導波路の製造
方法が提供される。
Further, as a method for manufacturing the optical waveguide according to the present invention, according to the present invention, a metal layer is formed on a substrate according to a desired pattern, and the metal layer is inserted into the substrate by heating the substrate and the metal layer. In the method of manufacturing an optical waveguide by diffusing, furthermore, on the bent part of the pattern and the area near it! After forming a 1gO layer, it is heated to form an IgO layer in the optical waveguide and in the substrate near the optical waveguide.
Provided is a method for manufacturing an optical waveguide, the method comprising the step of diffusing.

作用 本発明に係る光導波路は、特にその屈曲部と屈曲部近傍
の基板中にMgOが拡散されていることをその主要な特
徴としている。
Function The main feature of the optical waveguide according to the present invention is that MgO is diffused in the bent portion and the substrate near the bent portion.

即ち、基板中の光導波路とその近傍にMgOを更に拡散
した場合、MgOが拡散された領域では屈折率が低下す
ることが知られている。
That is, it is known that when MgO is further diffused into the optical waveguide in the substrate and its vicinity, the refractive index decreases in the region where MgO is diffused.

第2図(a)および(5)は、このようなTi拡散によ
る光導波路の屈折率分布と、MgOの拡散による屈折率
の低下を示すグラフである。
FIGS. 2(a) and 2(5) are graphs showing the refractive index distribution of the optical waveguide due to such Ti diffusion and the decrease in the refractive index due to MgO diffusion.

第2図(a)に示すように、LiNbO3等の基板にT
1を拡散した場合、Tiを拡散した領域の屈折率は他の
領域よりも上昇し、従って、基板と光導波路との間には
Δn1の屈折率差が生じる。
As shown in Fig. 2(a), T is applied to a substrate such as LiNbO3.
When Ti is diffused, the refractive index of the region where Ti is diffused is higher than that of other regions, and therefore a refractive index difference of Δn1 occurs between the substrate and the optical waveguide.

この光導波路とそれに隣接する領域の基板にlAg0を
拡散すると、第2図(′b)に示すように、両者の屈折
率がそれぞれ低下する。ここで、基板の屈折率低下はT
1を拡散した領域の屈折率低下よりも大きいので、Mg
O拡散後の基板と光導波路との屈折率差Δn2は、拡散
前の屈折率差Δn1よりも大きい。従って、MgOを拡
散された光導波路は、T1のみを拡散された通常の光導
波路よりも放射損失が小さい。
When lAg0 is diffused into this optical waveguide and the substrate in the area adjacent thereto, the refractive index of both decreases, as shown in FIG. 2('b). Here, the refractive index decrease of the substrate is T
Since the decrease in refractive index is greater than that of the region where Mg 1 is diffused,
The refractive index difference Δn2 between the substrate and the optical waveguide after O diffusion is larger than the refractive index difference Δn1 before diffusion. Therefore, the optical waveguide diffused with MgO has a smaller radiation loss than the normal optical waveguide diffused only with T1.

このように、屈曲部に1.IgOを拡散することによっ
て屈曲部の放射損失を低減することができるので、屈曲
部を含む光導波路において、導波路全体の放射損失も低
減することがでる。即ち、本発明に係る光導波路は、屈
曲部を含むにも関わらず放射損失の均一な光導波路とな
っている。
In this way, 1. By diffusing IgO, the radiation loss at the bent portion can be reduced, so in an optical waveguide including the bent portion, the radiation loss of the entire waveguide can also be reduced. That is, the optical waveguide according to the present invention is an optical waveguide with uniform radiation loss even though it includes a bent portion.

また、従来の光導波路と同じ放射損失が許容されるのな
らば、屈曲部の曲率半径をより小さく、また、屈曲角度
をより大きくすることができるので、光導波路を小型化
することができる。
Furthermore, if the same radiation loss as a conventional optical waveguide is allowed, the radius of curvature of the bent portion can be made smaller and the bending angle can be made larger, so the optical waveguide can be made smaller.

以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明するが
、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎず、本発明の技
術的範囲を何ら限定するものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings, but the following disclosure is only one embodiment of the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention in any way.

実施例 第1図(a)〜(5)は、本発明に係る光導波路の製造
過程を示す図である。尚、第1図(a)〜(d)までの
工程は、従来の光導波路の製造方法と全く同じなので説
明は省略する。
Embodiment FIGS. 1(a) to 1(5) are diagrams showing the manufacturing process of an optical waveguide according to the present invention. Incidentally, the steps shown in FIGS. 1(a) to 1(d) are exactly the same as the conventional method of manufacturing an optical waveguide, so the explanation thereof will be omitted.

即ち、第1図(d)に示すように、基板1にT1を熱拡
散することによって、方向性結合器を構成する1対の光
導波路4aおよび4bが形成されている。
That is, as shown in FIG. 1(d), by thermally diffusing T1 into the substrate 1, a pair of optical waveguides 4a and 4b constituting a directional coupler is formed.

ここで、本発明に従い、更に、この光導波路4a、4b
を具備する基板1上に、光導波路4a、4bの屈曲部の
みが露出するようなマスク層5を形成する。次に、第1
図(e)に示すように、マスク層5を搭載した基板1上
に、MgO層6を形成する。
Here, according to the present invention, furthermore, the optical waveguides 4a, 4b
A mask layer 5 is formed on a substrate 1 provided with a mask layer 5 such that only the bent portions of the optical waveguides 4a and 4b are exposed. Next, the first
As shown in Figure (e), an MgO layer 6 is formed on the substrate 1 on which the mask layer 5 is mounted.

続いて、マスク層5を除去することによって、第1図(
g)に・示すように、基板1上には、光導波路4a、4
bの屈曲部近傍にのみ、λIgO層6aおよび6bが形
成される。このMgO層6aおよび6bを熱拡散するこ
とによって、第1図(h)に示すように、導波路4a、
4bの屈曲部近傍にのみλIgoが拡散された光導波路
による方向性結合器が得られる。
Subsequently, by removing the mask layer 5, the structure shown in FIG.
As shown in g), there are optical waveguides 4a, 4 on the substrate 1.
λIgO layers 6a and 6b are formed only in the vicinity of the bent portion b. By thermally diffusing the MgO layers 6a and 6b, the waveguide 4a,
A directional coupler using an optical waveguide in which λIgo is diffused only in the vicinity of the bent portion of 4b is obtained.

ここで、各光導波路4a、4bの寸法は既に従来の技術
の項において記載した通りであり、また、MgOの拡散
は、厚さ200人のMgO層6a、6bを950℃で3
時間保持することによって行った。
Here, the dimensions of each optical waveguide 4a, 4b are as already described in the prior art section, and the diffusion of MgO is as follows:
This was done by holding the time.

以上のようにして得られた光導波路による方向性結合器
の挿入損失は、0.1dB以下と著しく低下している。
The insertion loss of the directional coupler using the optical waveguide obtained as described above is significantly reduced to 0.1 dB or less.

発明の詳細 な説明したように、本発明に従って製造された光導波路
は、特にその屈曲部における放射損失が低減されている
ので、屈曲部を含むにも関わらず、放射損失の均一な光
導波路を形成することができる。
As described in detail of the invention, the optical waveguide manufactured according to the present invention has a reduced radiation loss particularly at the bent portions, so that it is possible to create an optical waveguide with uniform radiation loss even though it includes the bent portions. can be formed.

換言すれば、従来と同じ性能の光導波路を、より大きな
屈曲角度およ“びより小さな曲率半径で実現することが
できる。従って、屈曲部を含む光回路をより小型化する
ことができる。
In other words, an optical waveguide with the same performance as the conventional one can be realized with a larger bending angle and a smaller radius of curvature. Therefore, the optical circuit including the bending part can be made more compact.

また、この光導波路を使用した方向性結合器では、結合
部における屈折率分布が表面近傍に位置することから、
光スィッチとして使用する場合に、高効率化することが
でき、低電圧駆動を容易に実現することができる。
In addition, in a directional coupler using this optical waveguide, the refractive index distribution at the coupling part is located near the surface.
When used as an optical switch, high efficiency can be achieved and low voltage driving can be easily achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)〜(d)は、一般的な光導波路の製造過程
を示す図であり、 第1図(e)〜(社)は、更に本発明に係る光導波路を
製造するために付加された製造過程を示す図であ・す、 第2図(a)および(b)は、このような光導波路にお
ける屈折率と、MgOの拡散による屈折率の低下を示す
グラフである。 〔主な参照番号〕 1・・・基板、 2.2a12b・・・T1層、 3・・・レジスト層、 4a、4b・・・光導波路、 5・・・マスク層、 6.6a、6b−− ・MgO層
FIGS. 1(a) to (d) are diagrams showing the manufacturing process of a general optical waveguide, and FIGS. FIGS. 2(a) and 2(b) are graphs showing the refractive index in such an optical waveguide and the decrease in the refractive index due to the diffusion of MgO. [Main reference numbers] 1... Substrate, 2.2a12b... T1 layer, 3... Resist layer, 4a, 4b... Optical waveguide, 5... Mask layer, 6.6a, 6b- - ・MgO layer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基板と、該基板中に所望のパターンに従って拡散
された金属元素とによって形成された光導波路であって
、 該光導波路パターンの屈曲部およびその近傍の基板中の
領域に、更に、MgOが拡散されていることを特徴とす
る光導波路。
(1) An optical waveguide formed by a substrate and a metal element diffused into the substrate according to a desired pattern, further comprising MgO An optical waveguide characterized by being diffused.
(2)基板上に所望のパターンに従う金属層を形成し、
該基板および金属層を加熱することによって該金属層を
該基板中に拡散して光導波路を製造する方法において、 更に、該パターンの屈曲部およびその近傍の領域上にM
gO層を形成した後、これを加熱して該光導波路中およ
び該光導波路近傍の基板中にMgOを拡散する工程を含
むことを特徴とする光導波路の製造方法。
(2) forming a metal layer according to a desired pattern on the substrate;
In the method of manufacturing an optical waveguide by diffusing the metal layer into the substrate by heating the substrate and the metal layer, the method further comprises the steps of:
A method for manufacturing an optical waveguide, comprising the step of forming a gO layer and then heating it to diffuse MgO into the optical waveguide and into a substrate near the optical waveguide.
JP1295279A 1989-11-14 1989-11-14 Optical waveguide and its manufacture Pending JPH03155505A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1295279A JPH03155505A (en) 1989-11-14 1989-11-14 Optical waveguide and its manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1295279A JPH03155505A (en) 1989-11-14 1989-11-14 Optical waveguide and its manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03155505A true JPH03155505A (en) 1991-07-03

Family

ID=17818545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1295279A Pending JPH03155505A (en) 1989-11-14 1989-11-14 Optical waveguide and its manufacture

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03155505A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2809517B2 (en) Branch and multiplex optical waveguide circuit
US20040057667A1 (en) Optical module and manufacturing method therefor
JPH05196826A (en) Optical coupler and manufacture thereof
JPH05173030A (en) Bending structure of optical waveguide
US6289157B1 (en) Optical wave-guide, light-beam spot converter and optical transmission module
JP2804363B2 (en) Optical directional coupler
JP3890046B2 (en) Method for manufacturing planar circuit type optical element
JPH03155505A (en) Optical waveguide and its manufacture
JP3309877B2 (en) Optical waveguide circuit
JPH09297235A (en) Optical waveguide and its production as well as optical waveguide module using the same
JPH0756032A (en) Glass waveguide and its production
JP3093362B2 (en) Optical directional coupler
JP3228233B2 (en) Optical waveguide device
JP2001235645A (en) Optical waveguide circuit
JP3477497B2 (en) Planar optical waveguide and method of manufacturing the same
JP3104818B2 (en) Optical directional coupler
JP3060731B2 (en) Optical circuit manufacturing apparatus and manufacturing method
JPH03252610A (en) Production of optical waveguide
JPH04260006A (en) Optical branching and coupling device and production thereof
JPH07253516A (en) Optical waveguide expanded in mode field diameter and its production
US20060093298A1 (en) Integrated optical waveguide and process for fabrication
JPH04125604A (en) Optical branching device
JPH01102403A (en) Bent optical waveguide
JPH06331844A (en) Quartz optical waveguide and its production
JPH0310206A (en) Optical waveguide of linbo3 and production thereof