JPH0526165B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0526165B2
JPH0526165B2 JP57233112A JP23311282A JPH0526165B2 JP H0526165 B2 JPH0526165 B2 JP H0526165B2 JP 57233112 A JP57233112 A JP 57233112A JP 23311282 A JP23311282 A JP 23311282A JP H0526165 B2 JPH0526165 B2 JP H0526165B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
dimensional
integrated circuit
optical integrated
integrated circuits
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP57233112A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS59121008A (ja
Inventor
Yasuo Kokubu
Kenichi Iga
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.)
TOKYO KOGYO DAIGAKUCHO
Original Assignee
TOKYO KOGYO DAIGAKUCHO
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 TOKYO KOGYO DAIGAKUCHO filed Critical TOKYO KOGYO DAIGAKUCHO
Priority to JP23311282A priority Critical patent/JPS59121008A/ja
Publication of JPS59121008A publication Critical patent/JPS59121008A/ja
Publication of JPH0526165B2 publication Critical patent/JPH0526165B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/43Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light 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
    • G02B6/12002Three-dimensional structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、複数の光機能素子を立体的に集積化
した三次元光集積回路に関し、特に、同一基板上
には集積困難な異なる種類の光機能素子を異なる
種類の基盤を用いて立体的に集積化可能にしたも
のである。
(従来の技術) 従来の技術は複数の光機能素子を集積化して形
成した光集積回路は、半導体、ガラスあるいはニ
オブ酸リチウム(LiNb3O)等の結晶を含めた材
料からなる基板の表面に形成した各光機能素子の
相互間を、同様にそれらの基板の表面に加工して
形成した光導波路によつて結合させ、1個の光機
能素子から発生させた出力光を他の光機能素子の
入力光として導くようにして構成されている。
(発明が解決しようとする課題) しかして、光機能素子は、一般に、半導体レー
ザ、発光ダイオード(LED)など光源として用
いる発光器、アバランシエフオトダイオード
(APD)、フオトダイオードなどの発光器、アイ
ソレータ、光スイツチ、光合波器、光分波器等、
それぞれの光機能素子の機能の相違によつて各光
機能素子を構成する材料が相違するので、同一種
類、同一系統の光機能素子を同一基板上に複数個
集積化することは可能であるが、機能の種類が相
違する単結晶材料を用いる異種系統の光機能素子
は、その構成材料が相違するが故に、同一基板上
に集積化することが、少なくとも従来の技術によ
つては極めて困難であつた。
(課題を解決するための手段) 本発明の目的は、上述した従来の困難を排除し
てその欠点を除去し、従来の技術によつては製作
困難であつた種類を異にする複数の光機能素子の
集積化を可能にして立体的に構成した三次元光集
積回路を提供することにある。
本発明は重ね合わせの上下両端を除いて少なく
ともほぼ透明にした互いに異なる材質よりなる少
くとも3層の基板のそれぞれの少なくとも一面
に、少なくとも単一の光導波路およびそれぞれの
前記基板の材質に適応したそれぞれ異なる機能を
備えて、それらの光導波路に結合した光機能素子
よりなる光集積回路を平面的にそれぞれ集積して
それぞれ異なる系統の複数の二次元光集積回路を
構成し、それらの二次元光集積回路を少くとも3
層互いに重ね合わせ、それらの二次元光集積回路
におけるそれぞれの前記光導波路にそれぞれ導波
方向を前記基板の面と交叉する方向に向ける少な
くとも単一の結合用光導波路をそれぞれ設け、前
記複数の二次元光集積回路における重ね合わせの
順には拘わりなく所望の前記二次元光集積回路の
相互間でそれぞれの前記結合用光導波路を互いに
対向させて結合させることにより前記複数の二次
元光集積回路を立体的に互いに結合させ三次元光
集積回路を構成したことを特徴とする三次元光集
積回路にある。
本発明の三次元光集積回路における各個々の二
次元光集積回路の形式方法は、下記のようにして
もよい。
(1) 複数の前記光機能素子を単一の前記光導波路
に順次に結合させてそれぞれの二次元光集積回
路を形成してもよい。
(2) 複数の前記光機能素子を複数の前記光導波路
を介して二次元アレイ状もしくは光分岐路を含
む網目状に結合させて二次元光集積回路を形成
してもよい。
(3) 少くとも3個の二次元光集積回路をそれぞれ
複数の結合用光導波路を介して順次に互いに反
復して相互に結合させるようにしてもよい。
(4) 結合用光導波路を側壁に回折格子を備えた光
導波路を用いて構成してもよい。
(5) それぞれの前記結合用光導波路のコア部を互
いに直接に接触させることにより前記二次元光
集積回路を互いに結合させてもよい。
(6) それぞれの前記結合用光導波路をバルク型光
機能素子を介して互いに結合させるとともにそ
れぞれ前記基板またはバルグ型光機能素子の表
面に反射防止膜もしくは波長選択性透過膜を被
着させることにより二次元光集積回路を互いに
結合させてもよい。
すなわち、本発明の三次元光集積回路は、1種
類の材料からなる基板上にそれぞれ形成した複数
個の光機能素子とそれらの光機能素子を結合させ
る光導波路とからなる二次元光集積回路に、その
基板の表面からその表面より交叉する方向に光を
射出しもしくは入射させる反射面を形成した光入
出口を設け、互いに異なる材料からなる基板上に
それぞれ構成した互いに異なる機能を有する複数
個の光機能素子と光導波路とをそれぞれ備えた互
いに異なる種類の複数個のかかる二次元光集積回
路を互いに重ね合わせることにより、光集積回路
を三次元的に構成したものであり、本発明は互い
に異なる材質よりなるそれぞれの基板に、少なく
とも単一の光導波手段およびの光導波手段に結合
した少なくとも単一の光機能素子よりなる光回路
を平面的にそれぞれ集積して形成した複数の二次
元光集積回路を互いに重ね合わせ、それぞれの前
記光導波手段の導波方向を前記それぞれの基板の
面とそれぞれ交叉する方向にむけて光反射面を形
成し、光導波路として互いに結合させることによ
り、前記複数の二次元光集積回路を立体的に互い
に結合させて構成するものである。
上述した構成の本発明三次元光集積回路によれ
ば、同一基板上に集積化することが本質的に困難
な機能の異なる光機能素子例えば発光素子、光検
出器、変調器、光スイツチ、光アイソレータ、方
向性結合器、フイルタ等の各機能を有する光機能
素子を、それぞれ材質を異にする基板上に形成し
た単一もしくは複数の光機能素子を立体的に重ね
合わせることにより、三次元的に集積化すること
が可能となる。
したがつて、本発明によれば、それぞれの機能
を異にする複数種類の光機能素子、例えば、光源
すなわち発光器、受光器、光アイソレータ、光ス
イツチ、光合波器、光分波器等を容易に集積化す
ることができる。
(実施例) 以下に図面を参照して実施例につき本発明を詳
細に説明する。
まず、本発明三次元光集積回路の原理的基本構
成例を第1図に示す。図示の基本的構成において
は、ある1種の材料からなる基板1上に形成した
光機能素子2に同様に基板1上に形成した光導波
路3を介して導いた入射光7を光導波路3の開口
から基板1の面と交叉する方向に射出し、基板1
とは異なる種類の材料からなる基板4上に上述し
たと同様に形成した光導波路6の開口に入射さ
せ、同様に基板4上に形成した光機能素子5を介
し、光導波路6の他端開口より射出光8として取
出しており、その間、相対向する基板1,4上の
光機能素子2,5により、入出光7にそれぞれ異
なる所要の光機能処理を施すことができる。
上述した第1図示のものは相対向する基板1と
4とにより二次元光集積回路を形成する基本構成
を示す。本発明は第2図に示すように上記の二次
元光集積回路を少くとも3層相互に密着させまた
は離間させて適当な光学系を介挿して三次元光集
積回路を構成することを特徴とする。
つぎに、上述したようにして構成した二次元光
集積回路を少くとも3層立体的に組合わせて構成
した本発明の三次元光集積回路の詳細構成の1例
を第2図に示す。
すなわち、第2図示の詳細構成の例は、上下両
端を除き少なくともほぼ透明にした材質をそれぞ
れ異にする基板1,4,……,N−1,N上に上
述したようにして形成したそれぞれ異なる材料か
らなつてそれぞれ異なる系統の機能を有する複数
個の二次元光集積回路を順次に積層して相互に密
接させ、それぞれの二次元光集積回路の光導波路
を、中間に介在する透明基板を透過して任意所望
の順に結合させ、多機能の三次元光集積回路を構
成したものである。
なお、第3図に示すように、基板1と基板4と
の間は間隔を空けて対向させ、相互間にバルク型
光機能素子やマイクロレンズ等の光学系9を介在
させることもできる。すなわち、第3図示の構成
においては、双方の基板1および4における光入
出射部分の表面に反射防止膜、あるいは、誘電体
多層膜等を用いた波長選択性透過膜からなる光学
膜10および11をそれぞれ被着することによ
り、屈折率が異なる材質よりなる各基板の境界面
にて光が反射されて逆行するのを防止し、あるい
は、波長選択機能を付与することもできる。な
お、各光導波路3,6は各基板1,4の表面部分
に設ける必要はなく、双方もしくは一方の光導波
路を基板の中間部分に埋込むこともでき、さらに
は、第4図に示すように基板の背面部分に設ける
こともできる。
上述のようにして相対向する各基板内の光導波
路を相互に結合させる具体的構造としては、例え
ば、第5図に示すように、光導波路3の表面側壁
面に二次もしくはさらに高次の回折格子15を設
ける。なお、第6図もしくは第7図に示すよう
に、光導波路3に直交する溝16を基板1に形成
して、その溝16の側壁を所要の斜め角度にし、
さらには、上述のようにして形成した第7図示の
V型溝16の側壁面に、第8図に示すように反射
防止膜17と高反射膜18とを被着形成するとと
もに、屈折角調整用充填材19をそのV型溝16
に充填することにより、その溝16の側壁面を反
射面として作用させ、光導波路3内の光を所要の
斜め方向に射出させる。
(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、少なくとも相対向する基板間においては材質
を異にする複数個の基板上にそれぞれ構成した複
数個の光機能素子とそれらの光機能素子間を結合
させる光導波路とからなる複数個の二次元光集積
回路を重ね合わせることによつて三次元光集積回
路を構成することができ、かかる構成により、同
一基板上にはモノリツクに集積化することが困難
な機能を異にする複数種類の光機能素子を、それ
ぞれの機能に適した材質の基板上に、まず、二次
元的に集積化し、ついでそれら機能を異にする二
次元光集積回路を重ね合わせて、三次元的に集積
化し、種々の機能例えば共振器、位相変調器、方
向性結合器、交叉導波路型方向性結合器、フイル
タ等の各機能を有する光機能素子を集積化してコ
ンパクトな多機能光集積回路を容易に実現するこ
とができる工業上大なる利益がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る光集積回路の基本的構成
を示す斜視図、第2図は本発明の一実施例の側面
図、第3図および第4図は同じくその光導波回路
を所要とする光学系を介して係合した態様の例を
それぞれ示す側面図、第5図乃至第8図は同じく
その光導波路からの光射出の態様の例をそれぞれ
示す側面図である。 1,4,4−1,4−2,…,N−1,N……
基板、2,2−1,2−2,…5,5−1,5−
2,…,Na,Nb,Nc,Nd……光機能素子、
3,6……光導波路、7……入射光、8……射出
光、9……光学系、10,11……光学膜、15
……回折格子、16……溝、17……反射防止
膜、18……高反射膜、19……屈折角調整用充
填材、20−1,20−2,20−3……波長選
択性透過膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 重ね合わせの上下両端を除いて少なくともほ
    ぼ透明にした、互いに異なる材質よりなる少くと
    も3層の基板のそれぞれの少なくとも一面に、少
    なくとも単一の光導波路およびそれぞれの前記基
    板の材質に適応したそれぞれ異なる機能を備え
    て、それらの光導波路に結合した光機能素子より
    なる光集積回路を平面的にそれぞれ集積してそれ
    ぞれ異なる系統の複数の二次元光集積回路を構成
    し、それらの二次元光集積回路を少くとも3層互
    いに重ね合わせ、それらの二次元光集積回路にお
    けるそれぞれの前記光導波路にそれぞれの導波方
    向を前記基板の面と交叉する方向に向ける少なく
    とも単一の結合用光導波路をそれぞれ設け、前記
    複数の二次元光集積回路における重ね合わせの順
    には拘わりなく所望の前記二次元光集積回路の相
    互間でそれぞれの前記結合用光導波路を互いに対
    向させて結合させることにより前記複数の二次元
    光集積回路を立体的に互いに結合させ三次元光集
    積回路を構成したことを特徴とする三次元光集積
    回路。 2 複数の前記光機能素子を単一の前記光導波路
    に順次に結合させて前記二次元光集積回路を形成
    したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の三次元光集積回路。 3 複数の前記光機能素子を複数の前記光導波路
    を介して二次元アレイ状もしくは光分岐路を含む
    網目状に結合させて前記二次元光集積回路を形成
    したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の三次元光集積回路。 4 少くとも3個の前記二次元光集積回路をそれ
    ぞれ複数の前記光導波路を介して順次に互いに反
    復して相互に結合させたことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項、第2項または第3項記載の三次
    元光集積回路。 5 前記結合用光導波路を側壁に回折格子を備え
    た光導波路を用いて構成したことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の三次元光集積回路。 6 それぞれの前記結合用光導波路のコア部を互
    いに直接に接触させることにより前記二次元光集
    積回路を互いに結合させたことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の三次元光集積回路。 7 それぞれの前記結合用光導波路をバルク型光
    機能素子を介して互いに結合させるとともにそれ
    ぞれの前記基板の表面に反射防止膜もしくは波長
    選択性透過膜を被着させることにより前記二次元
    光集積回路を互いに結合させたことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の三次元集積回路。
JP23311282A 1982-12-27 1982-12-27 三次元光集積回路 Granted JPS59121008A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23311282A JPS59121008A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 三次元光集積回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23311282A JPS59121008A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 三次元光集積回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59121008A JPS59121008A (ja) 1984-07-12
JPH0526165B2 true JPH0526165B2 (ja) 1993-04-15

Family

ID=16949953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23311282A Granted JPS59121008A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 三次元光集積回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59121008A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005167582A (ja) * 2003-12-02 2005-06-23 Sony Corp 信号処理装置

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61119615A (ja) * 1984-11-16 1986-06-06 Nippon Steel Corp 金属表面溶融加工法
JPS61121014A (ja) * 1984-11-16 1986-06-09 Nec Corp 光・電気混成集積回路
JPS61144609A (ja) * 1984-12-18 1986-07-02 Omron Tateisi Electronics Co 2つの基板間の光結合装置
JPH0690336B2 (ja) * 1984-12-20 1994-11-14 オムロン株式会社 立体光回路
JPS61156205A (ja) * 1984-12-28 1986-07-15 Nec Corp 光電気複合回路
JPS6298306A (ja) * 1985-10-25 1987-05-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 波長選択結合器
JP2576473B2 (ja) * 1986-08-28 1997-01-29 日本電気株式会社 光配線回路ユニツト
JPS63161413A (ja) * 1986-12-15 1988-07-05 アメリカン テレフォン アンド テレグラフ カムパニー 回路基板および回路基板の製造方法
US4838630A (en) * 1987-12-21 1989-06-13 Physical Optics Corporation Holographic planar optical interconnect
EP0497011A1 (en) * 1991-01-29 1992-08-05 BELL TELEPHONE MANUFACTURING COMPANY Naamloze Vennootschap Circuit board assembly
BE1005172A3 (nl) * 1991-08-09 1993-05-11 Bell Telephone Mfg Konstruktie voor het optisch koppelen, substraat daarvoor en werkwijze voor het verwezenlijken van dergelijke konstruktie.
JP2605363Y2 (ja) * 1992-02-18 2000-07-10 京セラ株式会社 光導波路構造
JP2605364Y2 (ja) * 1992-02-25 2000-07-10 京セラ株式会社 光分岐器
DE4232608C2 (de) * 1992-09-29 1994-10-06 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Herstellen eines Deckels für eine integriert optische Schaltung
DE4240266A1 (de) * 1992-12-01 1994-06-09 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Herstellung optischer Polymerbauelemente mit integrierten vertikalen Koppelstrukturen
DE4240950C1 (de) * 1992-12-07 1994-03-31 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Herstellen eines Deckels für eine integriert optische Schaltung und Deckel für eine integriert optische Schaltung
DE4300652C1 (de) * 1993-01-13 1994-03-31 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Herstellung einer hybrid integrierten optischen Schaltung und Vorrichtung zur Emission von Lichtwellen
DE4440935A1 (de) * 1994-11-17 1996-05-23 Ant Nachrichtentech Optische Sende- und Empfangseinrichtung
DE19510559C1 (de) * 1995-03-23 1996-07-25 Bosch Gmbh Robert Optische Sende- und Empfangsanordnung
JP3902394B2 (ja) * 2000-10-23 2007-04-04 日本電気株式会社 光通信モジュール及び光通信装置
KR100908623B1 (ko) * 2001-10-30 2009-07-21 호야 코포레이션 유에스에이 광출력의 횡단 전달을 이용하는 광학적 접합 장치 및 방법
US6996303B2 (en) * 2004-03-12 2006-02-07 Fujitsu Limited Flexible optical waveguides for backplane optical interconnections
JP6172679B2 (ja) 2014-06-26 2017-08-02 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation 光結合構造、半導体デバイス、マルチ・チップ・モジュールのための光インターコネクト構造、および光結合構造のための製造方法
JP6393221B2 (ja) * 2015-03-17 2018-09-19 日本電信電話株式会社 光送信器および光送信装置
US11156699B2 (en) * 2019-10-29 2021-10-26 Waymo Llc Multilayer optical devices and systems

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56155907A (en) * 1980-05-06 1981-12-02 Ritsuo Hasumi Optical multilayer integrated circuit

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6041526Y2 (ja) * 1981-05-28 1985-12-18 富士通株式会社 導波路インターフエイス

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56155907A (en) * 1980-05-06 1981-12-02 Ritsuo Hasumi Optical multilayer integrated circuit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005167582A (ja) * 2003-12-02 2005-06-23 Sony Corp 信号処理装置
JP4538715B2 (ja) * 2003-12-02 2010-09-08 ソニー株式会社 信号処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59121008A (ja) 1984-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0526165B2 (ja)
US5937115A (en) Switchable optical components/structures and methods for the fabrication thereof
US5521733A (en) Optical switching device for wavelength-multiplexing optical communication
US5532856A (en) Planar optical mesh-connected tree interconnect network
US5119448A (en) Modular micro-optical systems and method of making such systems
US5627923A (en) Three-dimensional opto-electric integrated circuit using optical wiring
US4878727A (en) Multimode channel waveguide optical coupling devices and methods
CN102859433A (zh) 光开关
US4589724A (en) Multiple branching light wave guide element
GB2300726A (en) Optical waveguide wavelength division multiplexer with gap
JPH0226203B2 (ja)
US6438291B1 (en) Coupling of light into a monolithic waveguide device
JPH0527136A (ja) 光合分波器
CN210348082U (zh) 一种分波合波光学组件
US6563965B1 (en) Analog optical switch using an integrated Mach-Zehnder interferometer having a moveable phase shifter
JPS61249004A (ja) 光合分波器
JP2576473B2 (ja) 光配線回路ユニツト
JPH0473124B2 (ja)
JPS62121408A (ja) 光波長多重伝送用モジユ−ル
JPH03153220A (ja) 光マトリクススイッチ
JPH0549201B2 (ja)
JPS6247005A (ja) 波長合波分波用回折格子
JPH0749430A (ja) 光回路部品
JPS61190321A (ja) 双方向性光マルチプレクサ及びデマルチプレクサ
JPS63221304A (ja) 光回路