JPH0435727B2 - - Google Patents
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- JPH0435727B2 JPH0435727B2 JP57061969A JP6196982A JPH0435727B2 JP H0435727 B2 JPH0435727 B2 JP H0435727B2 JP 57061969 A JP57061969 A JP 57061969A JP 6196982 A JP6196982 A JP 6196982A JP H0435727 B2 JPH0435727 B2 JP H0435727B2
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- Japan
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- optical waveguide
- optical
- refractive index
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 25
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 5
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/125—Bends, branchings or intersections
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
本発明は光回路素子内に形成される光導波路に
関するものであり、特に中心軸が転針する部分の
光導波路に関するものである。
関するものであり、特に中心軸が転針する部分の
光導波路に関するものである。
(b) 技術の背景
光導波路は基板表面内外に形成され、その基板
材料としてはガラス、半導体、電気光学結晶等多
様の材料が用いられている。電気光学結晶として
は、例えばLiNbO3があり、基板表面下に不純物
を選択的に拡散させることにより、周囲よりも屈
折率を大きくし、光導波路を形成し、光を導波さ
せることが可能である。通常、不純物としてはチ
タン（Ti）等が用いられ、このTi等の金属層を
光導波路を形成すべき領域表面に選択的に被着
し、熱処理して形成する。
材料としてはガラス、半導体、電気光学結晶等多
様の材料が用いられている。電気光学結晶として
は、例えばLiNbO3があり、基板表面下に不純物
を選択的に拡散させることにより、周囲よりも屈
折率を大きくし、光導波路を形成し、光を導波さ
せることが可能である。通常、不純物としてはチ
タン（Ti）等が用いられ、このTi等の金属層を
光導波路を形成すべき領域表面に選択的に被着
し、熱処理して形成する。
直線部分の光導波路に於ては、通常の方法で形
成した光導波路が問題なく使用されるが、光導波
路が方向を転ずる部分では、曲りの外側になる光
導波路の側壁に対しては光の入射角が小となるこ
とから、光信号が基板にリークし易くなるので、
何等かの対策を講ずることが求められる。これは
光導波路が分岐する部分でも同様である。
成した光導波路が問題なく使用されるが、光導波
路が方向を転ずる部分では、曲りの外側になる光
導波路の側壁に対しては光の入射角が小となるこ
とから、光信号が基板にリークし易くなるので、
何等かの対策を講ずることが求められる。これは
光導波路が分岐する部分でも同様である。
(c) 従来技術と問題点
従来の光回路素子では、その中に形成される光
導波路の転針部分の形状は曲線状（例えば円弧
状）であつて、光導波路の側面に対する入射角が
小となる条件で進行する光信号にリークが生じる
ことがあり、更には複雑な反射が行われることか
ら、光信号のモードが劣化することが起つてい
た。
導波路の転針部分の形状は曲線状（例えば円弧
状）であつて、光導波路の側面に対する入射角が
小となる条件で進行する光信号にリークが生じる
ことがあり、更には複雑な反射が行われることか
ら、光信号のモードが劣化することが起つてい
た。
(d) 発明の目的
本発明の目的は、転針領域に於てもリークが少
なく、而も、モードの劣化が起らない光導波路を
実現することである。
なく、而も、モードの劣化が起らない光導波路を
実現することである。
(e) 発明の構成
本発明の光回路素子は、基板内に、該基板の屈
折率より大きな屈折率を有する光導波路が形成さ
れている光回路素子であつて、該光回路素子内に
形成され互いに異なる方向に延在する二本の光導
波路が、各光導波路の中心軸に対して等しい交角
を有する線分を中心軸とする光導波路によつて相
互に接続され、該両光導波路を相互に接続する該
光導波路が存在する接続領域と、該接続領域に連
続した基板部分の隣接領域と、該隣接領域に連続
した他の基板部分の領域との比較において、該接
続領域の光導波路の屈折率より該隣接領域の屈折
率が小さくなるように、且つ該隣接領域の屈折率
が該他の基板部分の領域の屈折率より更に小さく
なるように、該隣接領域に加工が施されている構
造となつている。
折率より大きな屈折率を有する光導波路が形成さ
れている光回路素子であつて、該光回路素子内に
形成され互いに異なる方向に延在する二本の光導
波路が、各光導波路の中心軸に対して等しい交角
を有する線分を中心軸とする光導波路によつて相
互に接続され、該両光導波路を相互に接続する該
光導波路が存在する接続領域と、該接続領域に連
続した基板部分の隣接領域と、該隣接領域に連続
した他の基板部分の領域との比較において、該接
続領域の光導波路の屈折率より該隣接領域の屈折
率が小さくなるように、且つ該隣接領域の屈折率
が該他の基板部分の領域の屈折率より更に小さく
なるように、該隣接領域に加工が施されている構
造となつている。
(f) 発明の実施例
第１図は本発明の一実施例を示すものであり、
本発明の原理も同図によつて説明される。
本発明の原理も同図によつて説明される。
図中の１は、例えばLiNbO3単結晶である基板
であり、そこにTiが拡散されて光導波路２がけ
いせいされている。該光導波路は領域３に於てそ
の中心軸方向を転じている。
であり、そこにTiが拡散されて光導波路２がけ
いせいされている。該光導波路は領域３に於てそ
の中心軸方向を転じている。
従来技術では、該転針領域の光導波路は湾曲し
た形状に設けられるのであるが、本発明では、図
より明らかな如く、転針領域の光導波路は直線状
である。更に、該領域の中心軸は、その両端に接
続する二本の光導波路の中心軸のいずれに対して
も等しい交角θを持つように設定されている。
た形状に設けられるのであるが、本発明では、図
より明らかな如く、転針領域の光導波路は直線状
である。更に、該領域の中心軸は、その両端に接
続する二本の光導波路の中心軸のいずれに対して
も等しい交角θを持つように設定されている。
光導波路がこのように形成されていると、一方
の光導波路から進行してきた光信号は、転針領域
の光導波路の側壁４によつて、他方の光導波路の
中心軸に平行な方向に反射され、目的とする方向
に進行することになる。この場合、側壁４に対す
る光信号の入射がほぼ一定であることから、リー
クを生じ易い角度での入射が減少し、損失が低減
される。
の光導波路から進行してきた光信号は、転針領域
の光導波路の側壁４によつて、他方の光導波路の
中心軸に平行な方向に反射され、目的とする方向
に進行することになる。この場合、側壁４に対す
る光信号の入射がほぼ一定であることから、リー
クを生じ易い角度での入射が減少し、損失が低減
される。
更に、該光導波路に於ける光信号の反射は、そ
の殆どが単純な全反射として起る為、光信号のモ
ードの劣化は僅かであり、従来の湾曲した光導波
路に於ける反射が複雑で、光信号のモード劣化が
起り易いのに比べて大きな利点となつている。
の殆どが単純な全反射として起る為、光信号のモ
ードの劣化は僅かであり、従来の湾曲した光導波
路に於ける反射が複雑で、光信号のモード劣化が
起り易いのに比べて大きな利点となつている。
側壁４による光信号の全反射を効果的に行わせ
るには、領域３内の光導波路の屈折率と基板の屈
折率の差を、他の領域に於ける差よりも大とすれ
ばよい。屈折率差を大にすることは、転針領域に
限らず、光導波路に於ける光信号のリークを低域
するのに有効であるが、光フアイバとのマツチン
グ上の要求等の理由によつて、あまり大きくでき
ない場合があるので、転針領域だけでも前記屈折
率差を大とすることは有意義である。
るには、領域３内の光導波路の屈折率と基板の屈
折率の差を、他の領域に於ける差よりも大とすれ
ばよい。屈折率差を大にすることは、転針領域に
限らず、光導波路に於ける光信号のリークを低域
するのに有効であるが、光フアイバとのマツチン
グ上の要求等の理由によつて、あまり大きくでき
ない場合があるので、転針領域だけでも前記屈折
率差を大とすることは有意義である。
屈折率差を大にする手段として、光導波路の屈
折率をより大にすることが考えられる。これを実
現するには、光導波路形成の際、当該領域のTi
層をより厚く被着し、拡散量を多くしてやればよ
いが、そのような部分的に膜厚を大きくように形
成することはプロセス上煩雑であり、且つ熱拡散
した場合にその膜厚の厚い部分が幅方向へも広が
り光導波路が部分的に太り光伝播特性が劣下する
危険がある。
折率をより大にすることが考えられる。これを実
現するには、光導波路形成の際、当該領域のTi
層をより厚く被着し、拡散量を多くしてやればよ
いが、そのような部分的に膜厚を大きくように形
成することはプロセス上煩雑であり、且つ熱拡散
した場合にその膜厚の厚い部分が幅方向へも広が
り光導波路が部分的に太り光伝播特性が劣下する
危険がある。
従つて、転針領域の光導波路自体の屈折率を高
めるよりも、該転針領域の光導波路に隣接する隣
接領域における基板部分の屈折率を、その光導波
路の屈折率より下げるのが効果的である。
めるよりも、該転針領域の光導波路に隣接する隣
接領域における基板部分の屈折率を、その光導波
路の屈折率より下げるのが効果的である。
この屈折率を下げる構成として、接続領域の光
導波路に隣接する部分の基板にMgを拡散する、
或いはHeをイオン注入する等の処理を施しても
よい。
導波路に隣接する部分の基板にMgを拡散する、
或いはHeをイオン注入する等の処理を施しても
よい。
基板側の屈折率を実効的に低下せしめる手段の
一つに、光導波路に隣接する基板を削り取る方法
がある。これは、例えば基板がLiNbO3（屈折
率：約2.2）である場合、このLiNbO3を空気（屈
折率：1.0）に置換えれば当然屈折率差は拡大さ
れることを利用するものであるが、数μmの深さ
を持つ光導波路に対し、基板領域の表面を1μm程
度除去するだけでも十分な効果がある。このよう
に浅い研削を行うにはイオンミリング法の利用が
有利である。
一つに、光導波路に隣接する基板を削り取る方法
がある。これは、例えば基板がLiNbO3（屈折
率：約2.2）である場合、このLiNbO3を空気（屈
折率：1.0）に置換えれば当然屈折率差は拡大さ
れることを利用するものであるが、数μmの深さ
を持つ光導波路に対し、基板領域の表面を1μm程
度除去するだけでも十分な効果がある。このよう
に浅い研削を行うにはイオンミリング法の利用が
有利である。
本発明は更に、第２図に示す如き光導波路の分
岐に於ても同様の効果を有する。即ち、分岐され
た光導波路のうち、軸方向を転ずる方の光導波路
２′に対し、その中心軸と、元の光導波路２の中
心軸とに等しい交角を有する中心軸の光導波路を
設けて接続を行えば、上記転針領域に於けると同
様の効果をあげることができる。屈折率差に関す
る処理についても同様である。
岐に於ても同様の効果を有する。即ち、分岐され
た光導波路のうち、軸方向を転ずる方の光導波路
２′に対し、その中心軸と、元の光導波路２の中
心軸とに等しい交角を有する中心軸の光導波路を
設けて接続を行えば、上記転針領域に於けると同
様の効果をあげることができる。屈折率差に関す
る処理についても同様である。
(g) 発明の効果
以上説明したように、本発明によれば転針領域
或いは分岐領域に於ける光信号のリークや、モー
ド劣化の生じることの無い光導波路を実現するこ
とができ、より優れた機能を有する光回路素子を
得ることができる。
或いは分岐領域に於ける光信号のリークや、モー
ド劣化の生じることの無い光導波路を実現するこ
とができ、より優れた機能を有する光回路素子を
得ることができる。
第１図及び第２図は本発明を示すものであつ
て、図に於て、１はLiNbO3基板、２，２′は光
導波路、３は光導波路が転針する領域、４は光導
波路の全反射側面である。
て、図に於て、１はLiNbO3基板、２，２′は光
導波路、３は光導波路が転針する領域、４は光導
波路の全反射側面である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板内に、該基板の屈折率より大きな屈折率
を有する光導波路が形成されている光回路素子で
あつて、該光回路素子内に形成され互いに異なる
方向に延在する二本の光導波路が、各光導波路の
中心軸に対して等しい交角を有する線分を中心軸
とする光導波路によつて相互に接続され、 該両光導波路を相互に接続する該光導波路が存
在する接続領域と、該接続領域に連続した基板部
分の隣接領域と、該隣接領域に連続した他の基板
部分の領域との比較において、該接続領域の光導
波路の屈折率より該隣接領域の屈折率が小さくな
るように、且つ該隣接領域の屈折率が該他の基板
部分の領域の屈折率より更に小さくなるように、
該隣接領域に加工が施されていることを特徴とす
る光回路素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6196982A JPS58178304A (ja) | 1982-04-14 | 1982-04-14 | 光回路素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6196982A JPS58178304A (ja) | 1982-04-14 | 1982-04-14 | 光回路素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58178304A JPS58178304A (ja) | 1983-10-19 |
| JPH0435727B2 true JPH0435727B2 (ja) | 1992-06-12 |
Family
ID=13186509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6196982A Granted JPS58178304A (ja) | 1982-04-14 | 1982-04-14 | 光回路素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58178304A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2553583B2 (ja) * | 1987-09-02 | 1996-11-13 | 三菱電機株式会社 | 光集積回路用折曲り導波路 |
| JP4106210B2 (ja) * | 2001-11-02 | 2008-06-25 | 三菱電機株式会社 | 光半導体素子 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5120845A (ja) * | 1974-08-12 | 1976-02-19 | Nippon Telegraph & Telephone | Hikarimagarisenro |
| JPS5749288A (en) * | 1980-09-09 | 1982-03-23 | Toshiba Corp | Photo hybrid integrated circuit |
-
1982
- 1982-04-14 JP JP6196982A patent/JPS58178304A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5120845A (ja) * | 1974-08-12 | 1976-02-19 | Nippon Telegraph & Telephone | Hikarimagarisenro |
| JPS5749288A (en) * | 1980-09-09 | 1982-03-23 | Toshiba Corp | Photo hybrid integrated circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58178304A (ja) | 1983-10-19 |
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