JPH0534525A - 光回路 - Google Patents
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- JPH0534525A JPH0534525A JP3187583A JP18758391A JPH0534525A JP H0534525 A JPH0534525 A JP H0534525A JP 3187583 A JP3187583 A JP 3187583A JP 18758391 A JP18758391 A JP 18758391A JP H0534525 A JPH0534525 A JP H0534525A
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- Japan
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- substrate
- optical waveguide
- optical
- optical circuit
- refractive index
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 平面基板上に石英系ガラス光導波路を有する
光回路の多機能高集積化及び生産性向上。 【構成】 光導波路３のうち薄膜ヒータ７などにより機
能化や特性調節を図った部分の下の平面基板２を、裏側
面から加工して局所的に除去する。
光回路の多機能高集積化及び生産性向上。 【構成】 光導波路３のうち薄膜ヒータ７などにより機
能化や特性調節を図った部分の下の平面基板２を、裏側
面から加工して局所的に除去する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主に光通信用部品の分
野で使用される平面型の光回路に関し、特に新機能を付
加するための技術に関する。
野で使用される平面型の光回路に関し、特に新機能を付
加するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】光回路として、石英ガラスやシリコンの
基板上に形成可能な石英系ガラスの光導波路が、石英系
光ファイバとの整合性が良いことから、実用的な導波形
光回路の実現手段として研究開発されている。この種の
石英系光導波路では、通常シリコン基板上に、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
クラッド層堆積のプロセスにより、コア・クラッド構造
が形成される。
基板上に形成可能な石英系ガラスの光導波路が、石英系
光ファイバとの整合性が良いことから、実用的な導波形
光回路の実現手段として研究開発されている。この種の
石英系光導波路では、通常シリコン基板上に、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
クラッド層堆積のプロセスにより、コア・クラッド構造
が形成される。
【０００３】石英系光導波路は、損失が低い、安定性が
高い、加工性が良い等の特長があり、光合分波回路など
の各種光回路を構成する上で非常に有用である。このよ
うな特性を活かして、最近では、高機能高集積化した平
面型光回路の作製が進められている。
高い、加工性が良い等の特長があり、光合分波回路など
の各種光回路を構成する上で非常に有用である。このよ
うな特性を活かして、最近では、高機能高集積化した平
面型光回路の作製が進められている。
【０００４】石英系光導波路を用いた光回路において、
更に高機能高集積化を図るには、基板上で局所的に機能
化を図ることが望ましい。また、生産性を向上させるに
は、作製上での微小な屈折率や導波路形状の変動を、基
板上で局所的に調節できることが必要である。
更に高機能高集積化を図るには、基板上で局所的に機能
化を図ることが望ましい。また、生産性を向上させるに
は、作製上での微小な屈折率や導波路形状の変動を、基
板上で局所的に調節できることが必要である。
【０００５】そのため従来は、１９９１年電子情報通信
学会春季全国大会Ｃ−２５２に示されるガイド溝や、１
９８７年電子情報通信学会半導体・材料部門全国大会３
７２に示されるブリッジタイプ熱光学効果スイッチの如
く、光導波路面側から基板に加工を行って、局所的な機
能化や調節をしていた。
学会春季全国大会Ｃ−２５２に示されるガイド溝や、１
９８７年電子情報通信学会半導体・材料部門全国大会３
７２に示されるブリッジタイプ熱光学効果スイッチの如
く、光導波路面側から基板に加工を行って、局所的な機
能化や調節をしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、基板と加工で
きる深さに制限があると共に、膨大な加工時間を必要と
する欠点があるため、実用上、光回路の機能性及び生産
性の向上が困難であった。
きる深さに制限があると共に、膨大な加工時間を必要と
する欠点があるため、実用上、光回路の機能性及び生産
性の向上が困難であった。
【０００７】本発明の目的は、従来技術では困難であっ
た、石英系光導波路の特性を効果的且つ局所的に生かし
且つ調節することができる機能性及び生産性が向上した
光回路を提供することにある。
た、石英系光導波路の特性を効果的且つ局所的に生かし
且つ調節することができる機能性及び生産性が向上した
光回路を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
光回路は、石英系ガラスを素材として作製された、光が
伝搬するコア部とこのコア部の周りに形成されたコア部
よりも屈折率が低いクラッド部とからなる光導波路を、
平面基板の表側面上に具備する光回路において、前記平
面基板のうち前記光導波路の下方の部分に、裏面側から
加工された基板除去部分を有することを特徴とするもの
である。この場合、好ましくは請求項２の如く、基板除
去部分から光導波路が露出するように加工する。また、
平面基板の素材は、好ましくは請求項３の如くシリコン
基板とするが、切削加工やエッチングを行うことができ
るものであれば、石英ガラス基板など何でも良い。
光回路は、石英系ガラスを素材として作製された、光が
伝搬するコア部とこのコア部の周りに形成されたコア部
よりも屈折率が低いクラッド部とからなる光導波路を、
平面基板の表側面上に具備する光回路において、前記平
面基板のうち前記光導波路の下方の部分に、裏面側から
加工された基板除去部分を有することを特徴とするもの
である。この場合、好ましくは請求項２の如く、基板除
去部分から光導波路が露出するように加工する。また、
平面基板の素材は、好ましくは請求項３の如くシリコン
基板とするが、切削加工やエッチングを行うことができ
るものであれば、石英ガラス基板など何でも良い。
【０００９】基板除去部分及びその周辺はそのままにし
ておいても良いが、例えば請求項４の如く光導波路の反
基板側のうち基板除去部分の上方の部分に薄膜ヒータを
設けたり、請求項５の如く基板除去部分の底に薄膜ヒー
タを設けたり、請求項６の如く基板除去部分の底と、光
導波路の反基板側のうち基板除去部分の上方の部分とに
それぞれ電極を設けると良い。
ておいても良いが、例えば請求項４の如く光導波路の反
基板側のうち基板除去部分の上方の部分に薄膜ヒータを
設けたり、請求項５の如く基板除去部分の底に薄膜ヒー
タを設けたり、請求項６の如く基板除去部分の底と、光
導波路の反基板側のうち基板除去部分の上方の部分とに
それぞれ電極を設けると良い。
【００１０】
【作用】請求項１の構成において、石英系光導波路直下
の近傍に局所的に基板除去部分があるので、この基板除
去部分を利用して基板上で局所的に機能化を図ったり、
また、微小な屈折率や導波路形状の変動を基板上で局所
的に調節する。これら機能化や調節は、請求項２の如く
基板除去部分に光導波路が露出しているとより効果的に
行える。この場合、基板除去部分は基板の裏側面、即ち
反光導波路側にあるから、基板を裏側面から加工するこ
とができ、容易に基板を部分的に除去できる。請求項３
の如くシリコン基板の場合は、基板除去のための切削加
工やエッチングが極めて容易である。
の近傍に局所的に基板除去部分があるので、この基板除
去部分を利用して基板上で局所的に機能化を図ったり、
また、微小な屈折率や導波路形状の変動を基板上で局所
的に調節する。これら機能化や調節は、請求項２の如く
基板除去部分に光導波路が露出しているとより効果的に
行える。この場合、基板除去部分は基板の裏側面、即ち
反光導波路側にあるから、基板を裏側面から加工するこ
とができ、容易に基板を部分的に除去できる。請求項３
の如くシリコン基板の場合は、基板除去のための切削加
工やエッチングが極めて容易である。
【００１１】基板除去部分を利用した局所的な機能化や
調節として、請求項４では薄膜ヒータにより光導波路を
上面（反基板除去部分側）から加熱する。この場合、シ
リコン基板など一般に基板は熱伝導係数が大きく放熱量
が大きいが、薄膜ヒータの反対側に局所的に基板除去部
分が存在するので、放熱量を抑制し、局所的な省エネル
ギータイプのヒータとなる。通常、このヒータは光導波
路の屈折率を局所的に変化させるために用いられる。請
求項５では薄膜ヒータにより光導波路を下面（基板除去
部分側）から加熱する。更に、請求項６では、電極によ
り基板除去部分で上下から光導波路に電界を印加する。
この場合、基板除去部分では他より電界が高いから、局
所的な電界印加となる。通常、電界の印加は光導波路に
局所的にポッケルス効果を誘起させるために用いられ
る。
調節として、請求項４では薄膜ヒータにより光導波路を
上面（反基板除去部分側）から加熱する。この場合、シ
リコン基板など一般に基板は熱伝導係数が大きく放熱量
が大きいが、薄膜ヒータの反対側に局所的に基板除去部
分が存在するので、放熱量を抑制し、局所的な省エネル
ギータイプのヒータとなる。通常、このヒータは光導波
路の屈折率を局所的に変化させるために用いられる。請
求項５では薄膜ヒータにより光導波路を下面（基板除去
部分側）から加熱する。更に、請求項６では、電極によ
り基板除去部分で上下から光導波路に電界を印加する。
この場合、基板除去部分では他より電界が高いから、局
所的な電界印加となる。通常、電界の印加は光導波路に
局所的にポッケルス効果を誘起させるために用いられ
る。
【００１２】基板除去部分を利用した局所的な機能化や
調整の他の例として、上述のような格別の素子を固定的
に設置する必要がないものがある。例えば、TEC(Therma
llyexpanded core)と称されているものであり、基板除
去部分からマイクロバーナなどにより光導波路を局所的
に加熱する。これにより、屈折率を変えるために予め添
加したドーパントを局所的に拡散させることができる。
あるいはクエンチと称されているものでは、同じくマイ
クロバーナなどにより基板除去部分から光導波路を局所
的に加熱し、次いで急冷する。これにより、石英系ガラ
スでは屈折率を変えることができ、従って方向性結合器
の結合率を変化させることが可能となる。
調整の他の例として、上述のような格別の素子を固定的
に設置する必要がないものがある。例えば、TEC(Therma
llyexpanded core)と称されているものであり、基板除
去部分からマイクロバーナなどにより光導波路を局所的
に加熱する。これにより、屈折率を変えるために予め添
加したドーパントを局所的に拡散させることができる。
あるいはクエンチと称されているものでは、同じくマイ
クロバーナなどにより基板除去部分から光導波路を局所
的に加熱し、次いで急冷する。これにより、石英系ガラ
スでは屈折率を変えることができ、従って方向性結合器
の結合率を変化させることが可能となる。
【００１３】素子を基板除去部分に設置する場合とし
て、次のように利用することもできる。例えば、基板除
去部分の底面とこれに反対側の光導波路上面とに圧電素
子を取り付け、光導波路に局所的に応力を印加すること
ができ、これは通常、屈折率を局所的に変化させたり、
異方性を与えるために用いられる。あるいは、基板除去
部分の底面とこれに反対側の光導波路上面に金属膜を蒸
着する。これにより、効果的にＴＥ・ＴＭモードストリ
ッパを作製することができる。
て、次のように利用することもできる。例えば、基板除
去部分の底面とこれに反対側の光導波路上面とに圧電素
子を取り付け、光導波路に局所的に応力を印加すること
ができ、これは通常、屈折率を局所的に変化させたり、
異方性を与えるために用いられる。あるいは、基板除去
部分の底面とこれに反対側の光導波路上面に金属膜を蒸
着する。これにより、効果的にＴＥ・ＴＭモードストリ
ッパを作製することができる。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
【００１５】〔実施例１〕 図１（ａ），（ｂ）に本発
明に係る光回路の基本構成例を示す。図１（ａ）に示す
光回路１はシリコン平面基板２の表側面上に作製した石
英系ガラスの光導波路３を有する光回路において、光導
波路３直下の局所にてシリコン平面基板２を、裏側面か
ら切削加工またはエッチングにより光導波路３裏面が露
出するまで完全に除去して、基板除去部分６を形成して
ある。図１（ｂ）に示す光回路１Ａは、光導波路３裏面
は露出しないが、光導波路３に極く近くまで、光導波路
３直下の局所にて、シリコン平面基板３を除去して、基
板除去部分６Ａを形成してある。図１中で、４はコア
部、５はクラッド部であり、クラッド部５の屈折率はコ
ア部４よりも低い。
明に係る光回路の基本構成例を示す。図１（ａ）に示す
光回路１はシリコン平面基板２の表側面上に作製した石
英系ガラスの光導波路３を有する光回路において、光導
波路３直下の局所にてシリコン平面基板２を、裏側面か
ら切削加工またはエッチングにより光導波路３裏面が露
出するまで完全に除去して、基板除去部分６を形成して
ある。図１（ｂ）に示す光回路１Ａは、光導波路３裏面
は露出しないが、光導波路３に極く近くまで、光導波路
３直下の局所にて、シリコン平面基板３を除去して、基
板除去部分６Ａを形成してある。図１中で、４はコア
部、５はクラッド部であり、クラッド部５の屈折率はコ
ア部４よりも低い。
【００１６】〔実施例２〕 図２に示す光回路２０で
は、シリコン平面基板２上に作製した石英系ガラス光導
波路３を有し、且つこの光導波路３の上部に金属の薄膜
ヒータ７を有する光回路において、光導波路３のうち薄
膜ヒータ７を設けた部分の直下で、シリコン平面基板２
を裏側面から加工及びエッチングにより完全に除去し
て、局所的に基板除去部分６を形成してある。これによ
り、薄膜ヒータ７の省エネルギ化を図った。
は、シリコン平面基板２上に作製した石英系ガラス光導
波路３を有し、且つこの光導波路３の上部に金属の薄膜
ヒータ７を有する光回路において、光導波路３のうち薄
膜ヒータ７を設けた部分の直下で、シリコン平面基板２
を裏側面から加工及びエッチングにより完全に除去し
て、局所的に基板除去部分６を形成してある。これによ
り、薄膜ヒータ７の省エネルギ化を図った。
【００１７】図３により、光回路２０の作製手順例を説
明する。まず、図３（ａ）に示すように、通常の方法
で、シリコン平面基板２上にＧｅＯ2 添加石英系ガラス
光導波路３を作成した。コア部４は矩形とし、サイズは
７×７μｍである。コア部４とクラッド部５との屈折率
差は０．７５％とした。また、通常の手法で、光導波路
３上に金属薄膜ヒータ７を作成した。そして、まず図３
（ｂ）に示すように、薄膜ヒータ７直下にて、シリコン
平面基板２に裏側面から途中まで、切削加工により途中
まで穴８をあけ、次に図３（ｃ）に示すように、ウェッ
トエッチングにより、光導波路３が露出するまでシリコ
ン平面基板２の残り部分２Ａを除去した。図３（ｂ）の
穴８が図１（ｂ）の基板除去部分６Ａに相当し、この段
階までのものでも図２のものに近い作用効果をもつ。
明する。まず、図３（ａ）に示すように、通常の方法
で、シリコン平面基板２上にＧｅＯ2 添加石英系ガラス
光導波路３を作成した。コア部４は矩形とし、サイズは
７×７μｍである。コア部４とクラッド部５との屈折率
差は０．７５％とした。また、通常の手法で、光導波路
３上に金属薄膜ヒータ７を作成した。そして、まず図３
（ｂ）に示すように、薄膜ヒータ７直下にて、シリコン
平面基板２に裏側面から途中まで、切削加工により途中
まで穴８をあけ、次に図３（ｃ）に示すように、ウェッ
トエッチングにより、光導波路３が露出するまでシリコ
ン平面基板２の残り部分２Ａを除去した。図３（ｂ）の
穴８が図１（ｂ）の基板除去部分６Ａに相当し、この段
階までのものでも図２のものに近い作用効果をもつ。
【００１８】〔実施例２の応用例〕 図２に示した実施
例の効果を確認するため、図４に示すように熱光学効果
を利用したマッハツェンダ（ＭＺ）干渉計型光スイッチ
２１において、その薄膜ヒータ７下部でシリコン平面基
板２を除去し、局所的に基板除去部分６を形成した。図
４中で、４はコア部、５はクラッド部、９Ａと９Ｂは３
dB方向性結合器であり、３dB方向性結合器９Ａ，９Ｂ間
の一方のアームである光導波路３上に金属の薄膜ヒータ
７が形成されている。この薄膜ヒータ７に電流を流すと
光導波路３が局所的に加熱され、その部分の屈折率が変
化する。そしてＭＺ干渉計型光スイッチ２１では、屈折
率変化により位相がπ／２変化するとスイッチングする
ことができ、薄膜ヒータ７のオン／オフでこれを達成で
きる。実験によれば、シリコン平面基板２の除去により
ヒータ消費電力を、除去しない場合に比較して、７０％
削減することができた。これにより、省エネルギのヒー
タを光導波路に付設できることが確認できた。
例の効果を確認するため、図４に示すように熱光学効果
を利用したマッハツェンダ（ＭＺ）干渉計型光スイッチ
２１において、その薄膜ヒータ７下部でシリコン平面基
板２を除去し、局所的に基板除去部分６を形成した。図
４中で、４はコア部、５はクラッド部、９Ａと９Ｂは３
dB方向性結合器であり、３dB方向性結合器９Ａ，９Ｂ間
の一方のアームである光導波路３上に金属の薄膜ヒータ
７が形成されている。この薄膜ヒータ７に電流を流すと
光導波路３が局所的に加熱され、その部分の屈折率が変
化する。そしてＭＺ干渉計型光スイッチ２１では、屈折
率変化により位相がπ／２変化するとスイッチングする
ことができ、薄膜ヒータ７のオン／オフでこれを達成で
きる。実験によれば、シリコン平面基板２の除去により
ヒータ消費電力を、除去しない場合に比較して、７０％
削減することができた。これにより、省エネルギのヒー
タを光導波路に付設できることが確認できた。
【００１９】〔実施例３〕 図５に、金属の薄膜ヒータ
７を図１（ａ）に示した光回路１の基板除去部分６の底
面、即ち光導波路３の露出面に形成した例を示す。これ
は実施例２と同様の作用効果をもつ。もちろん、２つの
薄膜ヒータを光導波路の上面と露出面の双方に設けても
良い。
７を図１（ａ）に示した光回路１の基板除去部分６の底
面、即ち光導波路３の露出面に形成した例を示す。これ
は実施例２と同様の作用効果をもつ。もちろん、２つの
薄膜ヒータを光導波路の上面と露出面の双方に設けても
良い。
【００２０】〔実施例４〕 図６に示す本実施例の光回
路２２は、光導波路３と光ファイバ（図示省略）との接
続を容易にするために、光導波路端面でコア部４の寸法
を４Ａの如く拡大したものである。そのため、シリコン
平面基板２上に作製した石英系ガラス光導波路３を有す
る光回路において、光導波路直下にて端面から少し内側
まで、光導波路３のクラッド部５が露出するようにシリ
コン平面基板２を切削加工とエッチングにより除去し
た。このような光回路２２において、基板除去部分６を
利用して、光導波路３の上下からマイクロバーナ１０
Ａ，１０Ｂを用いて加熱し、ドーパントを拡散させてコ
ア部を図６中に符号４Ａで示す如く拡大した。基板除去
部分６の作製手順は図３と同じである。具体例として、
加熱前の光導波路３ではコア部４が７×７μｍの矩形
で、コア部４とクラッド部５の屈折率差が０．７５％で
あったものを、上下のマイクロバーナ１０Ａ，１０Ｂで
加熱してコア部のドーパントを拡散させた。加熱後の光
導波路３と通信用単一モード光ファイバ（図示省略）と
を接続したところ、接続損失は０．１dBであり、コア部
４のドーパントを拡散させない場合の接続損失が０．４
dBであったので、０．３dBの損失低減化が達成できた。
路２２は、光導波路３と光ファイバ（図示省略）との接
続を容易にするために、光導波路端面でコア部４の寸法
を４Ａの如く拡大したものである。そのため、シリコン
平面基板２上に作製した石英系ガラス光導波路３を有す
る光回路において、光導波路直下にて端面から少し内側
まで、光導波路３のクラッド部５が露出するようにシリ
コン平面基板２を切削加工とエッチングにより除去し
た。このような光回路２２において、基板除去部分６を
利用して、光導波路３の上下からマイクロバーナ１０
Ａ，１０Ｂを用いて加熱し、ドーパントを拡散させてコ
ア部を図６中に符号４Ａで示す如く拡大した。基板除去
部分６の作製手順は図３と同じである。具体例として、
加熱前の光導波路３ではコア部４が７×７μｍの矩形
で、コア部４とクラッド部５の屈折率差が０．７５％で
あったものを、上下のマイクロバーナ１０Ａ，１０Ｂで
加熱してコア部のドーパントを拡散させた。加熱後の光
導波路３と通信用単一モード光ファイバ（図示省略）と
を接続したところ、接続損失は０．１dBであり、コア部
４のドーパントを拡散させない場合の接続損失が０．４
dBであったので、０．３dBの損失低減化が達成できた。
【００２１】〔実施例５〕 図７に示す本実施例の光回
路２３は、図１（ａ）に示した光回路１の基板除去部分
６の底面と、その上の光導波路３上面とに金属の電極１
１Ａ，１１Ｂを形成し、光導波路３に局部的に電界を印
加するようにしたものである。電界の印加により、光導
波路３に局部的にポッケルス効果を誘起させることがで
きた。詳細には、通常の方法でシリコン平面基板２上
に、コア部４が７×７μｍの矩形で、コア部４とクラッ
ド部５の屈折率差が０．７５％の石英系ガラス光導波路
３を作製し、図３と同じ手順で光導波路３直下に局部的
に基板除去部分６を形成し、この基板除去部分６を利用
して光導波路３の上下に電極１１Ａ，１１Ｂを形成し
た。
路２３は、図１（ａ）に示した光回路１の基板除去部分
６の底面と、その上の光導波路３上面とに金属の電極１
１Ａ，１１Ｂを形成し、光導波路３に局部的に電界を印
加するようにしたものである。電界の印加により、光導
波路３に局部的にポッケルス効果を誘起させることがで
きた。詳細には、通常の方法でシリコン平面基板２上
に、コア部４が７×７μｍの矩形で、コア部４とクラッ
ド部５の屈折率差が０．７５％の石英系ガラス光導波路
３を作製し、図３と同じ手順で光導波路３直下に局部的
に基板除去部分６を形成し、この基板除去部分６を利用
して光導波路３の上下に電極１１Ａ，１１Ｂを形成し
た。
【００２２】〔実施例５の応用例〕 図７に示した実施
例の効果を確認するために、マッハツェンダ（ＭＺ）干
渉計型光スイッチにおいて、アームとなる光導波路の直
下で局所的に基板を除去し、この部分を利用して光導波
路上下に各々電極を形成した。ＭＺ干渉計型光スイッチ
では、電圧印加により生じたポッケルス効果により一方
のアームの位相を制御することができ、これによりスイ
ッチすることができる。実験によれば電極間に２００Ｖ
を印加することにより、スイッチングすることができ
た。
例の効果を確認するために、マッハツェンダ（ＭＺ）干
渉計型光スイッチにおいて、アームとなる光導波路の直
下で局所的に基板を除去し、この部分を利用して光導波
路上下に各々電極を形成した。ＭＺ干渉計型光スイッチ
では、電圧印加により生じたポッケルス効果により一方
のアームの位相を制御することができ、これによりスイ
ッチすることができる。実験によれば電極間に２００Ｖ
を印加することにより、スイッチングすることができ
た。
【００２３】〔実施例６〕 図８に示した光回路２４
は、図１（ａ）に示した光回路１の基板除去部分６直上
の光導波路３上面に圧電素子１２を取り付け、圧電素子
１２により局所的且つ効率的に光導波路３に応力を与え
て、光導波路３の偏波制御を行えるようにしたものであ
る。応力を与えると光導波路３の屈折率に異方性を与え
るので、偏波を制御できる。詳細には、通常の方法でシ
リコン平面基板２上に、コア部４が７×７μｍの矩形
で、コア部４とクラッド部５の屈折率差が０．７５％の
石英系ガラス光導波路３を作製し、図３と同じ手順で光
導波路３直下に局部的に基板除去部分６を形成し、この
基板除去部分６直上の光導波路３の上面に圧電素子１２
を取り付けた。
は、図１（ａ）に示した光回路１の基板除去部分６直上
の光導波路３上面に圧電素子１２を取り付け、圧電素子
１２により局所的且つ効率的に光導波路３に応力を与え
て、光導波路３の偏波制御を行えるようにしたものであ
る。応力を与えると光導波路３の屈折率に異方性を与え
るので、偏波を制御できる。詳細には、通常の方法でシ
リコン平面基板２上に、コア部４が７×７μｍの矩形
で、コア部４とクラッド部５の屈折率差が０．７５％の
石英系ガラス光導波路３を作製し、図３と同じ手順で光
導波路３直下に局部的に基板除去部分６を形成し、この
基板除去部分６直上の光導波路３の上面に圧電素子１２
を取り付けた。
【００２４】〔実施例６の応用例〕 図８に示した実施
例の効果を確認するために、図９に示すようにマッハツ
ェンダ（ＭＺ）干渉計型光スイッチ２５において、アー
ムとなる２つの光導波路３Ａ，３Ｂの直下で局所的にシ
リコン平面基板を除去し、この部分を利用して両光導波
路３Ａ，３Ｂに各々圧電素子１２Ａ，１２Ｂを取り付
け、チューナブルな偏波ビームスプリッタを作成した。
図９中で、４はコア部、５はクラッド部、９Ａと９Ｂは
３dB方向性結合器である。このような圧電素子１２Ａ，
１２Ｂにより応力を加えることにより、各光導波路３
Ａ，３Ｂの屈折率に異方性を与えることができる。ここ
で、光導波路の伝搬方向に垂直で且つ基板に平行な方向
の屈折率をｎX 、また、伝搬方向に垂直で且つ基板に垂
直な方向の屈折率をｎY とし、更に、応力が加わってい
る部分の長さをＬとすると、ＭＺ干渉計型光スイッチ２
５では、下式（１），（２）を満たす場合にＴＥ偏波と
ＴＭ偏波をそれぞれ別々のポート２５Ａ，２５Ｂから取
り出すことができる。図９の例では、圧電素子１２Ａ，
１２Ｂにより、加える応力を調節することにより各屈折
率ｎX ，ｎY を制御して、チューナブルな偏波ビームス
プリッタを実現することができた。
例の効果を確認するために、図９に示すようにマッハツ
ェンダ（ＭＺ）干渉計型光スイッチ２５において、アー
ムとなる２つの光導波路３Ａ，３Ｂの直下で局所的にシ
リコン平面基板を除去し、この部分を利用して両光導波
路３Ａ，３Ｂに各々圧電素子１２Ａ，１２Ｂを取り付
け、チューナブルな偏波ビームスプリッタを作成した。
図９中で、４はコア部、５はクラッド部、９Ａと９Ｂは
３dB方向性結合器である。このような圧電素子１２Ａ，
１２Ｂにより応力を加えることにより、各光導波路３
Ａ，３Ｂの屈折率に異方性を与えることができる。ここ
で、光導波路の伝搬方向に垂直で且つ基板に平行な方向
の屈折率をｎX 、また、伝搬方向に垂直で且つ基板に垂
直な方向の屈折率をｎY とし、更に、応力が加わってい
る部分の長さをＬとすると、ＭＺ干渉計型光スイッチ２
５では、下式（１），（２）を満たす場合にＴＥ偏波と
ＴＭ偏波をそれぞれ別々のポート２５Ａ，２５Ｂから取
り出すことができる。図９の例では、圧電素子１２Ａ，
１２Ｂにより、加える応力を調節することにより各屈折
率ｎX ，ｎY を制御して、チューナブルな偏波ビームス
プリッタを実現することができた。
【００２５】
【数１】
ｎX Ｌ＝ｍπ …式（１）
【００２６】
【数２】
ｎY Ｌ＝（ｍ＋１／２）π …式（２）
【００２７】なお、圧電素子は基板除去部分の底面に取
り付けても良い。また、図示しないが本発明の他の実施
例として、マイクロバーナなどにより基板除去部分から
光導波路を局所的に加熱し、次いで急冷する。このクエ
ンチにより、石英系ガラスでは屈折率を変えることがで
き、従って方向性結合器の結合率を変化させることが可
能となる。あるいは、基板除去部分の底面とこれに反対
側の光導波路上面に金属膜を蒸着する。これにより、効
果的にＴＥ・ＴＭモードストリッパを作製することがで
きる。更に、上述した各実施例では平面基板としてシリ
コン基板２を用いたが、切削加工またはエッチングがで
きる基板であれば素材はシリコンに限るものではない。
り付けても良い。また、図示しないが本発明の他の実施
例として、マイクロバーナなどにより基板除去部分から
光導波路を局所的に加熱し、次いで急冷する。このクエ
ンチにより、石英系ガラスでは屈折率を変えることがで
き、従って方向性結合器の結合率を変化させることが可
能となる。あるいは、基板除去部分の底面とこれに反対
側の光導波路上面に金属膜を蒸着する。これにより、効
果的にＴＥ・ＴＭモードストリッパを作製することがで
きる。更に、上述した各実施例では平面基板としてシリ
コン基板２を用いたが、切削加工またはエッチングがで
きる基板であれば素材はシリコンに限るものではない。
【００２８】
【発明の効果】本発明の光回路は光導波路下で平面基板
を局所的に除去したものであるから、基板裏側面から加
工やエッチングを行うことができるため、従来の光回路
作製法の変更を必要とせずに、効果的且つ簡便に種々の
特性を活かした光回路を提供することができ、多機能高
集積化及び生産性向上に大きく寄与する。また、本発明
は、既に作製済みの光回路を対象として実施することが
できるため、作製時には予定しなかった出力特性の光回
路、あるいは規格外の出力特性の光回路を、所望の特性
に調節することができ、光回路の生産性を向上させるこ
とができる。
を局所的に除去したものであるから、基板裏側面から加
工やエッチングを行うことができるため、従来の光回路
作製法の変更を必要とせずに、効果的且つ簡便に種々の
特性を活かした光回路を提供することができ、多機能高
集積化及び生産性向上に大きく寄与する。また、本発明
は、既に作製済みの光回路を対象として実施することが
できるため、作製時には予定しなかった出力特性の光回
路、あるいは規格外の出力特性の光回路を、所望の特性
に調節することができ、光回路の生産性を向上させるこ
とができる。
【図１】本発明の実施例１である基本的な光回路を示す
断面図。
断面図。
【図２】本発明の実施例２として、光導波路上面に薄膜
ヒータを有する光回路を示す断面図。
ヒータを有する光回路を示す断面図。
【図３】実施例２の光回路の作製手順を示す図。
【図４】実施例２の光回路を応用したＭＺ干渉計型光ス
イッチの構成図。
イッチの構成図。
【図５】本発明の実施例３として光導波路の基板除去部
分での露出面に薄膜ヒータを有する光回路を示す断面
図。
分での露出面に薄膜ヒータを有する光回路を示す断面
図。
【図６】本発明の実施例４として、光ファイバとの接続
容易のため、基板除去部分を利用して光導波路端面でコ
ア部を拡大した光回路を示す断面図。
容易のため、基板除去部分を利用して光導波路端面でコ
ア部を拡大した光回路を示す断面図。
【図７】本発明の実施例５として、基板除去部分を利用
して光導波路の上下に電極を有する光回路を示す断面
図。
して光導波路の上下に電極を有する光回路を示す断面
図。
【図８】本発明の実施例６として、基板除去部分直上の
光導波路上面に圧電素子を有する光回路を示す断面図。
光導波路上面に圧電素子を有する光回路を示す断面図。
【図９】実施例６の光回路をＭＺ干渉計型光スイッチに
応用して作製したチューナブルな偏波ビームスプリッタ
の構成図。
応用して作製したチューナブルな偏波ビームスプリッタ
の構成図。
１，１Ａ，２０，２２，２３，２４ 光回路
２ シリコン平面基板
３，３Ａ，３Ｂ 光導波路
４ コア部
４Ａ 拡大したコア部
５ クラッド部
６，６Ａ 基板除去部分
７ 薄膜ヒータ
８ 穴
９Ａ，９Ｂ ３dB方向性結合器
１０Ａ，１０Ｂ マイクロバーナ
１１Ａ，１１Ｂ 電極
１２，１２Ａ，１２Ｂ 圧電素子
２１ ＭＺ干渉計型光スイッチ
２５ ＭＺ干渉計型光スイッチ（チューナブル偏波ビー
ムスプリッタ） ２５Ａ，２５Ｂ ポート
ムスプリッタ） ２５Ａ，２５Ｂ ポート
Claims (6)
- 【請求項１】 石英系ガラスを素材として作製された、
光が伝搬するコア部とこのコア部の周りに形成されたコ
ア部よりも屈折率が低いクラッド部とからなる光導波路
を、平面基板の表側面上に具備する光回路において、前
記平面基板のうち前記光導波路の下方の部分に、裏面側
から加工された基板除去部分を有することを特徴とする
光回路。 - 【請求項２】 請求項１において、前記基板除去部分に
前記光導波路が露出していることを特徴とする光回路。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２において、前記
平面基板がシリコン基板であることを特徴とする光回
路。 - 【請求項４】 請求項１または請求項２において、前記
光導波路の反基板側のうち、前記基板除去部分の上方の
部分に、薄膜ヒータを有することを特徴とする光回路。 - 【請求項５】 請求項１または請求項２において、前記
基板除去部分の底部に、薄膜ヒータを有することを特徴
とする光回路。 - 【請求項６】 請求項１または請求項２において、前記
基板除去部分の底部と、前記光導波路の反基板側のうち
基板除去部分の上方の部分とに、それぞれ電極を有する
ことを特徴とする光回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3187583A JPH0534525A (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 光回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3187583A JPH0534525A (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 光回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0534525A true JPH0534525A (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=16208650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3187583A Pending JPH0534525A (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 光回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0534525A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0678764A1 (en) * | 1994-04-22 | 1995-10-25 | AT&T Corp. | Method for making polarization independent silica optical circuits |
| DE4445835A1 (de) * | 1994-12-22 | 1996-06-27 | Bosch Gmbh Robert | Thermooptischer Schalter, insbesondere Richtkoppler |
| DE4446101A1 (de) * | 1994-12-22 | 1996-07-04 | Siemens Ag | Thermo-optischer Schalter mit verringertem Leistungsbedarf |
| EP0915511A2 (de) * | 1997-10-31 | 1999-05-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Anordnung aus einer zu beheizenden Schicht auf einem Substrat |
| WO2007094057A1 (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-23 | Fujitsu Limited | 光デバイス |
| US7333679B2 (en) | 2002-06-28 | 2008-02-19 | Nec Corporation | Thermophotometric phase shifter and method for fabricating the same |
| JP2008060445A (ja) * | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Nec Corp | 発光素子 |
| JP2009204730A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 熱光学位相シフタ |
| JP2015215460A (ja) * | 2014-05-09 | 2015-12-03 | 日本電信電話株式会社 | 高速光スイッチ |
| WO2017081796A1 (ja) * | 2015-11-12 | 2017-05-18 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置 |
-
1991
- 1991-07-26 JP JP3187583A patent/JPH0534525A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0678764A1 (en) * | 1994-04-22 | 1995-10-25 | AT&T Corp. | Method for making polarization independent silica optical circuits |
| DE4445835A1 (de) * | 1994-12-22 | 1996-06-27 | Bosch Gmbh Robert | Thermooptischer Schalter, insbesondere Richtkoppler |
| DE4446101A1 (de) * | 1994-12-22 | 1996-07-04 | Siemens Ag | Thermo-optischer Schalter mit verringertem Leistungsbedarf |
| DE4445835C2 (de) * | 1994-12-22 | 2000-01-13 | Bosch Gmbh Robert | Thermooptischer Schalter, insbesondere Richtkoppler, sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
| EP0915511A2 (de) * | 1997-10-31 | 1999-05-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Anordnung aus einer zu beheizenden Schicht auf einem Substrat |
| EP0915511A3 (de) * | 1997-10-31 | 2000-02-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Anordnung aus einer zu beheizenden Schicht auf einem Substrat |
| US7333679B2 (en) | 2002-06-28 | 2008-02-19 | Nec Corporation | Thermophotometric phase shifter and method for fabricating the same |
| WO2007094057A1 (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-23 | Fujitsu Limited | 光デバイス |
| JPWO2007094057A1 (ja) * | 2006-02-15 | 2009-07-02 | 富士通株式会社 | 光デバイス |
| US7729568B2 (en) | 2006-02-15 | 2010-06-01 | Fujitsu Limited | Optical device having stress layer inducing refraction index variation in a partial region of a substrate by photoelastic effect |
| JP4649511B2 (ja) * | 2006-02-15 | 2011-03-09 | 富士通株式会社 | 光導波路デバイス |
| JP2008060445A (ja) * | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Nec Corp | 発光素子 |
| JP2009204730A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 熱光学位相シフタ |
| JP2015215460A (ja) * | 2014-05-09 | 2015-12-03 | 日本電信電話株式会社 | 高速光スイッチ |
| WO2017081796A1 (ja) * | 2015-11-12 | 2017-05-18 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001024 |