JPH04238305A - ポリマーコートガラスコア光導波路 - Google Patents

ポリマーコートガラスコア光導波路

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JPH04238305A
JPH04238305A JP2039491A JP2039491A JPH04238305A JP H04238305 A JPH04238305 A JP H04238305A JP 2039491 A JP2039491 A JP 2039491A JP 2039491 A JP2039491 A JP 2039491A JP H04238305 A JPH04238305 A JP H04238305A
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JP
Japan
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waveguide
polymer
optical waveguide
core
glass
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Withdrawn
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JP2039491A
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English (en)
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Yoshinori Hibino
善典 日比野
Akio Sugita
彰夫 杉田
Yasuji Omori
保治 大森
Takao Kimura
隆男 木村
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリマーコートガラス
コア光導波路に関し、詳しくは、光通信用部品分野で利
用価値の高い平面型光導波路において、機能性を有する
光導波路を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、石英ガラス基板やシリコン基板
上に形成可能な石英系ガラス光導波路は、石英系ファイ
バとの整合性がよいことから実用的な導波形光部品の実
現手段として研究開発が進められている。前記基板上に
ガラス光導波路を形成する方法として、酸水素バーナを
用いた気相法による方法がある。この方法でガラス膜を
作製するには、ターンテーブル上に基板を並べ、ターン
テーブルを回転させるとともに、ガラス微粒子合成トー
チにO2 ガス,H2ガスを供給し、トーチ吹出部に酸
水素炎を形成して基板に吹きつける。次に、トーチにガ
ラス原料を送ると、火炎中で加水分解反応が生じ、基板
上にガラス微粒子が堆積する。ガラス微粒子を堆積させ
て多孔質状の薄膜を形成した基板を、電気炉などで高温
に加熱して透明ガラス化する。
【0003】上記方法で石英系光導波路のコア/クラッ
ド構造を作製するには、シリコン基板上にアンダークラ
ッド層堆積→コア層堆積→コアエッチング→オーバーク
ラッド堆積のプロセスを行う。作製した導波路は低損失
でかつ加工性に優れているので、各種の受動型光部品を
構成することができる。また、石英系ガラスであるので
光導波路の光学特性も安定であり長期信頼性が高い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
に係る石英系ガラス光導波路では、光学特性が安定であ
る反面、光−光の相互作用あるいは光−電気相互作用は
弱いという問題がある。このため、光回路に重要な光の
制御を効率的に行うことが困難であり、能動(機能)形
光回路を作製するうえで制限があった。
【0005】また一方、石英系導波路光部品を構成する
要素部品の一つとして方向性結合器があるのが知られて
いる。この方向性結合器は、光の合分波をするために不
可欠の部品である。図6にこの方向性結合器の構造の一
例を示す。同図中、1はシリコン基板、2はパッファ層
、3a,3bはコア、4はガラスクラッド層である。 石英系導波路ではすでに述べたようにガラスが長期的に
安定であるので、結合率変動の少ない高信頼性を有する
方向性結合器を得ることができる。しかし、光回路を構
成する上で簡便な構造で結合率可変の方向性結合器があ
れば応用範囲が拡大するが、石英系光導波路においては
結合率を効率的に制御することは困難であった。
【0006】本発明は以上述べた問題点に鑑み、石英系
ガラス導波路では困難であった光制御を効率的に行うこ
とができ、更には、方向性結合器特性の制御を可能にす
ると共に、結合率を効率的に制御できるポリマーコート
ガラスコア光導波路を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明のポリマーコートガラスコア光導波路の構成は
、平面基板上において光が伝搬する一列または二列以上
並列に設けられたコア部と、該コア部の回りに形成され
たクラッド層とからなる光導波路において、上記コア部
がSiO2を主成分とするガラスであると共に、クラッ
ド層の少くとも一部をポリマーで形成してなることを特
徴とする。
【0008】
【作用】前記構成のようにガラスコア/ポリマークラッ
ド光導波路とすることにより、該光導波路の温度制御す
る際、直線導波路とした場合にはモード変換器として、
曲線導波路では可変減衰器として動作する。また方向性
結合器に用いた場合には温度制御によって結合率が変化
し、効率的な光制御素子として作用する。
【0009】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面を参照に
して詳細に説明する。
【0010】実施例1 本実施例においては、ガラスをコアにしてオーバークラ
ッド全体にポリマー(UVキュアポリマー等)を用いて
光導波路を形成したものである。ここで上記ポリマーと
は紫外線の照射によって硬化するフッ素添加アクリル系
樹脂(UVキュア)の他に、ポリシロキサン,ポリシル
セスキオキサン,ポリイミド等の熱硬化性樹脂等の高分
子化合物をいい、屈折率及び粘度は目的に応じて適宜設
定すればよい。
【0011】図1は本実施例において作製した導波路構
造を示す概略図である。同図に示すように、本実施例に
係るポリマーコートガラスコア光導波路は、シリコン基
板11上に設けられたバッファ層12と、このバッファ
層12上に形成されたコア部13と、このコア部13の
周囲に設けられ且つポリマーで形成されたポリマークラ
ッド層14と、このクラッド層14の上面に設けられ保
護をする保護用石英ガラス基板15とを具備してなるも
のである。
【0012】この製造法は、まず、通常の方法で基板1
1にバッファ層12とコア層を堆積した。バッファ層1
2とコア層の厚さはそれぞれ20μmと7μmで、屈折
率差は0.75%とした。次に、2層構造ガラス膜上に
LSI製作で用いられるフォトリソグラフ技術により導
波路パターンを形成し、反応性イオンエッチング(RI
E)法によりコア部13を作製した。導波路の幅は7μ
mとした。上記方法で作製したコアリッジ導波路にフッ
素添加アクリル系樹脂(UVキュア)をスピンコート法
で塗り、その上を基板と同一形状の保護用石英ガラス基
板15で保護した。基板上部より中心波長365nmの
UVを1分間照射しポリマーを硬化させ、ポリマークラ
ッド層14を形成した。本実施例で用いたポリマーは、
屈折率:1.456(25℃波長488nm)、粘度:
1000cps のものである。硬化後の樹脂の厚さは
0.5mmであった。導波路端面を出すために、ダイシ
ングソーを用いて基板の両側を切断した。
【0013】上記導波路の光学特性を調べた。測定の際
にはガラスとポリマーで屈折率の温度依存性が異なるこ
とを利用するために、ペルチェ素子による導波路の温度
制御を行った。この結果、直線導波路ではモード変換器
,曲線導波路では可変減衰器として動作することを確認
した。
【0014】実施例2 本実施例では、実施例1と同じ方法でポリマークラッド
/ガラスコア導波路からなる方向性結合器を作製しその
特性を調べた。コア形状、屈折率差、使用したポリマー
は実施例1と同じとした。図2は、本実施例において作
製した導波路構造を示す図であって、21はシリコン基
板、22はバッファ層、23a,23bはコア部、24
はポリマークラッド層、25は保護用石英ガラス板であ
る。
【0015】上記導波路の方向性結合器の特性を調べた
。測定した方向性結合器の結合長とコア中心間距離(結
合間隔)はそれぞれ1mmと10μm であった。図3
に方向性結合器の結合率の温度依存性の測定結果を示す
。測定の際にはペルチェ素子による導波路の温度制御を
行った。この測定の結果、温度20℃から60℃の変化
で結合率が約0.95から0.05まで変化した。この
結果により本発明の有効性が確認された。
【0016】実施例3 本実施例では、ガラスをコアにしてオーバークラッドの
一部にUVキュアポリマーを用いた。図4は、本実施例
において作製した導波路構造を示す図であって、31は
シリコン基板、32はバッファ層、33a,33bはコ
ア部、36はガラスクラッド層、37はポリマー埋め込
み用矩形パターンてある。図5(A),(B) は図の
A−A線断面を示す。
【0017】本実施例では、まず、通常の方法で基板上
に埋め込みコアガラス導波路を作製した。バッファ層3
2とコア層の諸元は実施例1と同じで、オーバークラッ
ドの厚さは20μmとした。次に、導波路の方向性結合
器上にLSI製作で用いられるフォトリソグラフ技術に
より矩形パターンを形成し、RIE法によりコア層まで
をオーバークラッド層をエッチングした。矩形パターン
のサイズは方向性結合器に合わせて長さ0.5mm幅2
0μm とした(図4及び図5(A) 参照)。
【0018】上記方法でエッチングした矩形パターン中
に、熱硬化形フッ素添加アクリル系樹脂を埋め、その上
をパターン形状より少し大きい保護用石英ガラス基板3
5で保護した。基板を90℃で1時間保持してポリマー
を硬化させ、オーバークラッドの一部にポリマークラッ
ド層34を形成した(図5(B) 参照)。用いたポリ
マーの諸元は、屈折率:1.450(25℃波長488
nm)、粘度:2000cps であった。
【0019】上記導波路の方向性結合器の特性を、実施
例1と同様に温度制御を行って調べた。上記測定した方
向性結合器の結合長と結合間隔はそれぞれ1mmと3μ
m であった。測定の結果、温度20℃から70℃の変
化で結合率は実施例2と同様に約0.05から0.95
まで変化したさらに、本実施例では全体の導波路光損失
が実施例2の場合より小さく良好であった。
【0020】
【発明の効果】以上実施例と共に詳しく述べたように、
本発明によればガラスコア/ポリマークラッド光導波路
としているので、光の制御を効率的に行うことができる
。また方向性結合器に用いることにより、結合率を効率
的に制御することが可能となり、簡便で且つ効率的な光
制御素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で作製した導波路の構成図である。
【図2】実施例2で作製した方向性結合器の断面図であ
る。
【図3】実施例2で作製した方向性結合器における結合
率の温度依存性を示すグラフである。
【図4】実施例3で作製した導波路の構成図である。
【図5】図4のA−A線断面図である。
【図6】従来の方向性結合器の構成図である。
【符号の説明】
11,21,31  シリコン基板 12,22,32  バッファ層 13,23a,23b,33a,33b  コア部14
,24,34  ポリマークラッド層15,25,35
  保護用石英ガラス基板36  ガラスクラッド層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  平面基板上において光が伝搬する一列
    または二列以上並列に設けられたコア部と、該コア部の
    回りに形成されたクラッド層とからなる光導波路におい
    て、上記コア部がSiO2を主成分とするガラスである
    と共に、クラッド層の少くとも一部をポリマーで形成し
    てなることを特徴とするポリマーコートガラスコア光導
    波路。
  2. 【請求項2】  請求項1のポリマーコートガラスコア
    光導波路において、上記光導波路に温度制御手段が設け
    られた平面型光導波路であることを特徴とするポリマー
    コートガラスコア光導波路。
JP2039491A 1991-01-22 1991-01-22 ポリマーコートガラスコア光導波路 Withdrawn JPH04238305A (ja)

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