JPH03182705A - 光学素子及びその製造方法 - Google Patents

光学素子及びその製造方法

Info

Publication number
JPH03182705A
JPH03182705A JP32355289A JP32355289A JPH03182705A JP H03182705 A JPH03182705 A JP H03182705A JP 32355289 A JP32355289 A JP 32355289A JP 32355289 A JP32355289 A JP 32355289A JP H03182705 A JPH03182705 A JP H03182705A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
substrate
optical waveguide
diffraction grating
material film
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
JP32355289A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Furuya
章 古谷
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu 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 Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP32355289A priority Critical patent/JPH03182705A/ja
Publication of JPH03182705A publication Critical patent/JPH03182705A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔目 次〕 産業上の利用分野 従来の技術(第6図〉 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 (a)本発明の第1実施例の説明(第1図、第2図) (b)本発明の第2実施例の説明(第3図、第4図) (c)本発明のその他の実施例の説明(第5図)発明の
効果 [概 要] 光導波路を備えた光学素子及びその製造方法に関し、 光導波路を通る光を所望位置に容易に結像させることを
目的とし、 光導波路と、該光導波路を上面に支持する光透過性の基
板と、前記基板の裏面に形成されて、前記光導波路を通
って基板の下面側に照射される光と、前記基板の下方か
ら照射された光との干渉により形成される干渉縞と同一
パターンを有する回折格子とを含み構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光学素子及びその製造方法に関し、より詳し
くは、光導波路を備えた光学素子及びその製造方法に関
する。
〔従来の技術〕
光通信伝送路等において、光伝送路は、最低次横モード
のみを伝播する単モード導波路が重要であり、通常この
単モード導波路の断面寸法は縦横数μmという大きさで
ある。
このため、光導波路に外部光を人力させる場合、第6図
(a)に示すように、光導波路60の端部にレンズ61
を置いた装置や、或いは、第6図(b)に示すように、
モノリシックレンズ64を透明基板65の裏面に形成し
、透明基板65上面に設けた光導波路62の反射面63
にモノリシックレンズ64の焦点を合わせた装置があり
、それらのレンズ61.64により入射光を収束して光
を導入するようにしている。
〔発明が解決しようとする課題) しかし、前者の装置においては、黒点を合わせるために
レンズ61の位置を調整する必要があり、光導波路60
の入射面が微小なためにその調整に手間がかかるといっ
た問題がある。
また、後者の装置においては、モノリシックレンズ64
の焦点を光導波路中の反射面63に結ばせる必要がある
が、その加工精度を高くすることが難しく、歩留りが低
くなるといった不都合かある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって
、光導波路を通る光を所望位置に容易に結像させること
ができる光学素子及びその製造方法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〕
上記した課題は、第1図に例示するように、端に反射面
2、他端に光入射面3を設けた光導波路lと、該光導波
路lを上面に支持する光透過性の基板4と、前記基板4
の裏面に形成されて、前記光導波路1を通って前記反射
面2から基板4の下面に照射された光と、前記基板4の
下方から照射された光との干渉により形成される干渉縞
と同一パターンを有する回折格子5とを備えたことを特
徴とする光学素子、 または、第2図に例示するように、光透過性の基板4の
上に設けられた光導波路lに入射した光を、該光導波路
l端部の反射面2に反射させ、前記基板4下面に設けた
感光材膜6に照射するとともに、前記基板4の下方から
前記感光材膜6に光を照射することにより、前記感光材
膜6の面方向に干渉縞を形成し、前記感光材[6に干渉
縞の潜像を形成した後、前記感光材膜6を現像して回折
格子5を形成することを特徴とする光学素子の製造方法
、 または、第5謂に例示するように、光透過性の基板4の
上に設けられた光導波路lに入射した光を、該光導波路
1端部の反射面2に反射させ、前記基Fi4下面に設け
た感光材M6に照射するとともに、前記基板4の下方か
ら前記感光材膜6に光を照射することにより、前記感光
材Wj、6の面方向に干渉縞を形成し、前記感光材膜6
に干渉縞の潜像を形成した後、前記感光材膜6を現像す
ることにより形成された縞状のパターン5をマスクにし
て、前記基板4の裏面をエツチングして回折格子9を形
成することを特徴とする光学素子の製造方法により解決
する。
〔作 用〕 本発明によれば、光導波路lの反射面2により反射した
光を、光透過性基板4の下面に形成した感光材膜6に照
射するとともに、基板4の下側から光を感光材膜6に照
射することにより、基板4の下面に振幅変調型の回折格
子5または位相変調型の回折格子9を形成するようにし
ている。
このため、回折格子5.9を形成する際に基板4に照射
した光の方向と同一の向きに光を照射すると、その光は
回折格子5.9により回折されて光導波路1の反射面2
に焦点を結ぶことになる。
また、これと反対に、光導波路1の光入射面2から光を
照射すると、この光は反射面2により反射されて回折格
子5.9により所定の位置に収束する。
このような装置や製造方法によれば、光導波路1の反射
面2が焦点となるホログラフィックレンズを容易に形成
することができる。
〔実施例〕
そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
(a)本発明の第1実施例の説明 第1図は、本発明の一実施例を示す装置の断面図であっ
て、図中符号1は、GaAs等よりなる光導波路で、こ
の光導波路1は、石英等よりなる光透過性基板4の上に
形成され、その一端には、反射面2が形成され、また、
その他端には光透過面3が設けられており、光透過面3
から入射した光が光導波路lを通って反射面2で反射さ
れ、後述する光透過性基板4下面に設けた縞状パターン
5に向けて照射するように構成されている。
上記した縞状パターン5は、光を干渉により所定位置に
収束させるもので、光導波路1の反射面2により光透過
性基板4方向に反射された光と、光透過性基板4裏面の
特定方向から照射された光との干渉縞によって光透過性
基板4下面のフォトレジスト膜6を露光し、これを現像
することにより形成される。
なお、符号7は、光導波路1の光透過面3に接続される
光ファイバ、8は、光透過性基板4裏面の特定方向に向
けて配設された光ファイバを示している。
この装置において、光透過性基板1真面の特定方向に配
設した光ファイバ8から出た光を縞状パターン5に照射
すると、第1図の破線で示すように、縞状パターン5を
通った光が干渉によって反射面2に焦点を結んで収束し
、さらに、収束した光が反射面2により反射して光導波
路1の透過面3から出射して光ファイバ7に入ることに
なる。
またこの逆に、光導波路lの光透過面3から反射面2に
向けて光を照射すると、反射面2で反射した光は、光透
過性基板4裏面の縞状パターン5を通って干渉し、光フ
ァイバ8の先端に焦点を結んで照射されることになる。
次に、上記した装置の懲戒方法を第2図に基づいて説明
する。
まず、光透過性基板4の上にGaAsよりなる光導波路
lを形成するとともに、光導波路1の一端を斜め上向き
に削除してこれを反射面2となし、また、その他端を長
手方向に対して垂直に形成してこれを光透過面3となす
(第2図(a))。
さらに、光透過性基板4の裏面にフォトレジスト膜6を
300〜700Å程度の厚さに形成する(第2図(b)
)。
このような状態において、第1の光ファイバ8の端面を
光透過性基板4真面に向けて配設する一方、第2の光フ
ァイバ8の端面を光導波路1の光透過面3に接続する。
そして、光導波路lを通過させようとする光と同一の波
長の光を2つの光ファイバ7.8を通して照射すると、
2つの光ファイバ7.8から照射された光がフォトレジ
スト膜6の面方向において干渉し、明暗の縞を形成する
〈第2図(c))。
この結果、フォトレジスト膜6には干渉縞の潜像パター
ンが形成されることになり、これを現像すると、光透過
性基板4の裏面には縞状パ、ターン5が形成されること
になる(第2図(d) )。
このような工程により形成した光学素子を使用する際に
は、フォトレジスト膜6を露光する際の光の向きと同一
方向に光ファイバ7.8を設定して、これにより光透過
性基板4裏面から縞状パターン5を通過する光が、光導
波路lの反射面2に焦点を結ぶようにする。
(b)本発明の第2実施例の説明 上記した実施例では、光透過性基Fi4の上に導波路1
を形成した場合について説明したが、光透過性基板4を
ガラス基板に載置して、ガラス基板の裏面に縞状パター
ンを形成する場合について以下に説明する。
第3図は、ガラス基板上にリッジ型光導波路を形成する
工程を示す斜視図及び側面図であって、まず、第3図(
a)に示すように、GaAs基板10の上に膜厚3pm
の^+、、 1Ga、)、9^31111と1μmのG
aAs層12を形成した状態で、GaAs層12上の中
央に、幅5μmの帯状のレジストマスク13を形成し、
硫酸、水及び過酸化水素を含む液を用いてレジストマス
ク13両側のGaAsJi 12を0.3μmの深さに
エツチングする。
これにより、GaAs層13には帯状の突出部が形成さ
れ、これを光導波路15とする。
この後に、GaAs層12の一部にレジストマスク16
を形成して、光導波路15の経路の半分を覆うとともに
、レジストマスク16の縁部を光導波路15に直交させ
る。
次に、塩素ガスを含むエツチングガスを用いてRI B
 E (reactive ion beam etc
hing)法により、GaAsJII 12からGaA
s基板10をパターニングするが、この場合、レジスト
マスク16側のGaAs基板10面に対して10〜30
度程度傾けた方向から塩素プラズマをGaAs基板に向
けて照射し、等方性のエツチングを施すことにより、G
aAs層12、A1゜。
Ga@、 9A3層11からGaAs基板20の表層に
到る5■域に斜面17を形成する。そして、光導波路1
5に形成された斜面17を光の反射面18として使用す
るとともに、エツチングされない光導波路の端部に垂直
面を形成してこの面を光入射面19となす(第3図(b
))。
このような工程を経た後に、光透過性を有するエポキシ
系樹脂接着剤により、GaAs5板の裏面をガラス基板
20上面に接着し、ついで、ガラス基板20の下面にレ
ジスト膜21を300〜700人の厚さに形成する(第
3図(c))。
この後に、第3図(d)に示すように、レーザ発光tX
22から照射したレーザ光を半透明tli23を通過さ
せて光導波路24の光i!遇面19に照射し、また、半
透明鏡23から反射したレーザ光を鏡24.25によっ
て偏向するとともに、このレーザ光をレンズ系26によ
り平行状態に修正してガラス基板23に向けて照射する
この場合、光導波路15を通るレーザ光は反射面18に
より反射されてガラス基板20下面のレジストに照射さ
れるため、この光は、ガラス基板20の下方から照射さ
れたレーザ光と干渉し、レジスト膜21において干渉縞
の潜像を形成する。
このため、レジスト膜21は干渉光により露光された状
態となり、干渉縞の潜像が形成され、このレジスト膜2
1を現像すると、レジスト膜21よりなる縞状パターン
27が形成される(第3図(e))、縞状パターン27
は、ヘーキングにより定着することになる。
なお、このような光学素子を量産する場合には、第4図
に例示するように、長尺上に形成したGaAs基Fi1
0の上にAlGaAs層11 、 GaAs層12を形
成し、GaAs層12をパターニングして帯状の光導波
路15を平行に複数形成する。そして、光導波路15の
端部に反射面18と光透過面19を形成した後、GaA
s基板10をガラス基板20に接着する。
一方、レーザ発光源22の出力端を光ファイバを介して
図示しない分波器の入力端に接続し、分波された光を複
数の光ファイバ30により取り出すように構成する。
また、分岐器に接続された光ファイバ30の出力端は、
平行に複数形成した2つのコネクタ31.32の溝33
.34に取付けられている。
そして、一方のコネクタ31をガラス基板20の端部に
装着し、光ファイバ30の端部と光導波路15の端部と
を接続しする。また、他方のコネクタ32をガラス基板
20の下方に配置する。
さらに、各導波路15の入射面18とガラス基板20下
面からそれぞれ光を照射して、レジスト膜21に縞状の
潜像を形成し、その後レジスト膜21を現像することに
より、各導波路15の反射面18に対応するガラス基板
20裏面の位置に縞状パターン27を形成する。
この後に、各導波路15を分離する。
(c)本発明のその他の実施例の説明 上記した実施例では、光透過性基板4やガラス基板20
の底面に縞状パターン5.27を形成し、これらを振幅
変調型の回折格子として使用するようにしたが、第5図
に例示するように、第1実施例で形成した縞状パターン
5をマスクにして、lBE法により光透過性基板4裏面
をエツチングし、その面に縞状の溝を形成し、これを位
相変調型(ブレーズド)回折格子9として使用すること
もできる。
この回折格子9により、基板4下方から照射した光を光
導波路1の反射面2に収束することができる。
なお、第2実施例のガラス基板20裏面ににおいても同
様な方法により、位相変調型回折格子を形成することが
できる。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、光導波路の反射面に
より反射した光を、光透過性基板の下面に形成した感光
材膜に照射するとともに、基板の下側から光を感光材膜
に照射することにより、基板の下面に振幅変調型又は位
相変調型の回折格子を形成するようにしたので、回折格
子を形成する際に基板に照射した光の方向と同一の向き
に光を照射すると、その光は回折格子により回折されて
光導波路の反射面に焦点を結ぶことになる。また、これ
と反対に、光導波路の光入射面から光を照射すると、こ
の光は反射面により反射されて回折格子により所定の位
置に収束する。
したがって、光導波路の反射面を焦点としたホログラフ
ィックレンズを容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の第1実施例を示す装置の側断面図、 第2図は、本発明の第1実施例装置の製造工程図、 第3図は、本発明の第2実施例装置を形成する工程図、 第4図は、本発明の第2実施例装置を形成する他の工程
図、 第5図は、本発明の第3実施例装置を示す側面図、 第6図は、従来装置の一例を示す装置の側面図である。 (符号の説明) l・・・光導波路、 2・・・反射面、 3・・・光入射面、 4・・・光透過性基板、 5・・・縞状パターン(回折格子)、 6・・・フォトレジスト膜(感光材膜)10−GaAs
基板、 11 ・・・^le、 tcao、 9^S層、12−
GaAs層、 18・・・反射面、 19・・・光入射面、 27・・・縞状パターン(回折格子)、9・・・位相変
調型回折格子。 出 願 人  富士通株式会社

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光導波路と、 該光導波路を上面に支持する光透過性の基板と、前記基
    板の裏面に形成されて、前記光導波路を通って基板の下
    面側に照射される光と、前記基板の下方から照射された
    光との干渉により形成される干渉縞と同一パターンを有
    する回折格子とを備えたことを特徴とする光学素子。
  2. (2)光透過性の基板の上に設けられた光導波路に入射
    した光を、該光導波路端部の反射面に反射させ、前記基
    板下面に設けた感光材膜に照射するとともに、前記基板
    の下方から前記感光材膜に光を照射することにより、前
    記感光材膜の面方向に干渉縞を形成し、前記感光材膜に
    干渉縞の潜像を形成した後、 前記感光材膜を現像して振幅変調型の回折格子を形成す
    ることを特徴とする光学素子の製造方法。
  3. (3)前記感光材膜を現像することにより形成された縞
    状のパターンをマスクにして、前記基板の裏面をエッチ
    ングして位相変調型の回折格子を形成することを特徴と
    する請求項2記載の光学素子の製造方法。
JP32355289A 1989-12-13 1989-12-13 光学素子及びその製造方法 Pending JPH03182705A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32355289A JPH03182705A (ja) 1989-12-13 1989-12-13 光学素子及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32355289A JPH03182705A (ja) 1989-12-13 1989-12-13 光学素子及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03182705A true JPH03182705A (ja) 1991-08-08

Family

ID=18155975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32355289A Pending JPH03182705A (ja) 1989-12-13 1989-12-13 光学素子及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03182705A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2716268A1 (fr) * 1994-02-17 1995-08-18 Whitaker Corp Appareil pour coupler un faisceau optique entre un dispositif optoélectronique et un guide d'ondes.
US6187515B1 (en) * 1998-05-07 2001-02-13 Trw Inc. Optical integrated circuit microbench system
JP2004125854A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光導波路素子及びその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2716268A1 (fr) * 1994-02-17 1995-08-18 Whitaker Corp Appareil pour coupler un faisceau optique entre un dispositif optoélectronique et un guide d'ondes.
US6187515B1 (en) * 1998-05-07 2001-02-13 Trw Inc. Optical integrated circuit microbench system
JP2004125854A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光導波路素子及びその製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4286838A (en) Compact optical structure with integrated source
Suhara et al. Integrated optics components and devices using periodic structures
US5625613A (en) Super-resolution scanning optical system by incoherently superimposing two beams
US7935459B2 (en) Photo-masks and methods of fabricating surface-relief grating diffractive devices
JP4008649B2 (ja) 光学装置
CN111308598B (zh) 一种衍射光学元件及其制作方法、显示装置
EP0480485B1 (en) Integrated optic disc pickup
KR20010041172A (ko) 광신호 장치용 회절격자 제조방법 및 그 회절격자를 포함하는 광신호 장치
TW495746B (en) Optical waveguide device, coherent light source, integrated unit, and optical pickup
JPH02179626A (ja) 光波長変換装置
JPS60188911A (ja) 光結合器
US6577799B1 (en) Laser direct writing of planar lightwave circuits
JPH03182705A (ja) 光学素子及びその製造方法
Laao et al. High-efficiency focusing waveguide grating coupler with parallelogramic groove profiles
JPS58153388A (ja) 半導体レ−ザ出力光モニタ−方法
KR100261297B1 (ko) 끝 단면에 격자가 형성된 광섬유 장치 및 그 제조방법
JP2000056135A (ja) 全反射(tir)ホログラフィ装置、その方法及び使用される光学アセンブリ
JP2803434B2 (ja) 回折格子プロッター
JPH02116809A (ja) 光結合器
JPH1020135A (ja) 光導波路デバイス及び光学薄膜の形成方法
JP3297508B2 (ja) 光学素子もしくは電気光学素子どうしの光学的結合方法
KR100526679B1 (ko) 광 도파로 격자 렌즈 및 그 제조 방법
JPS635310A (ja) 光接続回路の製造方法
JP3095806B2 (ja) 光導波路装置
JPH04356002A (ja) 回折格子の製造方法