JPH0588037A - ガーネツト導波路およびその作製方法 - Google Patents
ガーネツト導波路およびその作製方法Info
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- JPH0588037A JPH0588037A JP3247285A JP24728591A JPH0588037A JP H0588037 A JPH0588037 A JP H0588037A JP 3247285 A JP3247285 A JP 3247285A JP 24728591 A JP24728591 A JP 24728591A JP H0588037 A JPH0588037 A JP H0588037A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低伝搬損失で、かつ光が伝搬する部位の材料
とクラッド層の材料との屈折率差を制御性よく設定でき
るガーネット３次元導波路およびその作製方法を提供す
ることにある。 【構成】 基板上にランタン、ガリウムおよびイットリ
ウムを含有する鉄ガーネットからなるコア部５またはリ
ッジ部７と、クラッド部６が形成されたガーネット導波
路の作製方法であって、前記コア部またはリッジ部とク
ラッド部は、液相エピタキシャルにより堆積され、かつ
前記コア部またはリッジ部は、エッチングにより所望の
形状に加工され、前記液相エピタキシャルの成長温度を
変えることにより、前記コア部またはリッジ部とクラッ
ド部に屈折率差を与える。
とクラッド層の材料との屈折率差を制御性よく設定でき
るガーネット３次元導波路およびその作製方法を提供す
ることにある。 【構成】 基板上にランタン、ガリウムおよびイットリ
ウムを含有する鉄ガーネットからなるコア部５またはリ
ッジ部７と、クラッド部６が形成されたガーネット導波
路の作製方法であって、前記コア部またはリッジ部とク
ラッド部は、液相エピタキシャルにより堆積され、かつ
前記コア部またはリッジ部は、エッチングにより所望の
形状に加工され、前記液相エピタキシャルの成長温度を
変えることにより、前記コア部またはリッジ部とクラッ
ド部に屈折率差を与える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信の分野におい
て、レーザ、光増幅器等に不要な反射光が戻らないよう
にするために使用する光アイソレータを、導波型光部品
の組合せからなる光集積回路に組み込む際に必要なガー
ネット３次元導波路に関するものである。
て、レーザ、光増幅器等に不要な反射光が戻らないよう
にするために使用する光アイソレータを、導波型光部品
の組合せからなる光集積回路に組み込む際に必要なガー
ネット３次元導波路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光アイソレータは光通信の分野におい
て、レーザ光源の安定、線路エコーの抑制、光増幅器の
雑音防止目的等に使用される重要な素子である。近年、
光通信装置全体の経済化、小型化を図るために、レー
ザ、光増幅器等の光部品を導波路化し、１枚の基板の上
に集積する光集積回路が開発されるなかで、光アイソレ
ータの導波路化が検討されている。光アイソレータを導
波路化するためには、その基幹部分である光の伝搬する
部位の材料が、薄膜状態での容易磁化方向が面内であ
り、かつ磁気光学効果の大きい鉄ガーネットであるガー
ネット３次元導波路が必要である。
て、レーザ光源の安定、線路エコーの抑制、光増幅器の
雑音防止目的等に使用される重要な素子である。近年、
光通信装置全体の経済化、小型化を図るために、レー
ザ、光増幅器等の光部品を導波路化し、１枚の基板の上
に集積する光集積回路が開発されるなかで、光アイソレ
ータの導波路化が検討されている。光アイソレータを導
波路化するためには、その基幹部分である光の伝搬する
部位の材料が、薄膜状態での容易磁化方向が面内であ
り、かつ磁気光学効果の大きい鉄ガーネットであるガー
ネット３次元導波路が必要である。
【０００３】導波路型の光アイソレータ用のガーネット
３次元導波路が他の導波路型光部品と低損失に結合する
ためには、導波路を図１（Ａ）に示すような埋め込み型
または図１（Ｂ）に示すようなリブ型にして光が伝搬す
るコア部５およびリッジ部７（光束の伝搬部位）と、各
種のクラッド層２，４，６（光束の閉じ込め部位）との
屈折率差を、所要の範囲で精度よく制御し、導波光の光
束分布を他の導波路型光部品と合わせる必要がある。ま
た、導波路型光アイソレータには、非相反モード変換を
利用するタイプ（特願平1-210713) と非相反位相シフト
を利用するタイプ(1990 年電子情報通信学会春期全国大
会講演論文集c-197)の２種類があることが知られてい
る。例えば、非相反モード変換を利用するタイプの導波
路型の光アイソレータにおいて、ガーネット３次元導波
路に要求されるモード変換効率が99.9％以上の条件を達
成するためには、コア部５およびリッジ部７と各種のク
ラッド層２，４，６との屈折率差を0.001 以下の精度で
制御することが必要とされる。
３次元導波路が他の導波路型光部品と低損失に結合する
ためには、導波路を図１（Ａ）に示すような埋め込み型
または図１（Ｂ）に示すようなリブ型にして光が伝搬す
るコア部５およびリッジ部７（光束の伝搬部位）と、各
種のクラッド層２，４，６（光束の閉じ込め部位）との
屈折率差を、所要の範囲で精度よく制御し、導波光の光
束分布を他の導波路型光部品と合わせる必要がある。ま
た、導波路型光アイソレータには、非相反モード変換を
利用するタイプ（特願平1-210713) と非相反位相シフト
を利用するタイプ(1990 年電子情報通信学会春期全国大
会講演論文集c-197)の２種類があることが知られてい
る。例えば、非相反モード変換を利用するタイプの導波
路型の光アイソレータにおいて、ガーネット３次元導波
路に要求されるモード変換効率が99.9％以上の条件を達
成するためには、コア部５およびリッジ部７と各種のク
ラッド層２，４，６との屈折率差を0.001 以下の精度で
制御することが必要とされる。
【０００４】ガーネット材料の作製法としては液相エピ
タキシャル成長(LPE) 法が広く用いられており、このLP
E 法において、従来、屈折率を制御する方法としては、
メルト組成により制御する方法、結晶成長温度により制
御する方法および試料の回転数により制御する方法が知
られている。このうち、メルト組成により制御する方法
は、組成の異なる複数のメルトを用意する必要があり、
ガーネット３次元導波路用ガーネット材料を作製する
際、工程が複雑になる等の問題がある。また、結晶成長
温度により制御する方法および試料の回転数により制御
する方法は、メルトを一つしか必要としないので、導波
路用ガーネット材料作製上利点が多く、バルク型の光ア
イソレータの材料であるビスマスを添加した希土類元素
を含有する鉄ガーネット(Bi-RIG)において、これらの方
法を用いてガーネット３次元導波路の作製が行われてい
る(S.Kaewsuriyathumrong 他 Journal of Lightwave Te
chnology Vol.8,No.2,p.177,1990. およびR.Wolfe 他 A
pplied Physics Letter Vol.56,No.5,p.426,1990.)。し
かし、Bi-RIGを用いた導波路は、伝搬損失が光通信に使
用する波長帯(1.3μm 〜1.6 μm ) で９dB/cm以上と大
きいという欠点がある（例えば、E.Pross 他 Applied P
hysics Letter Vol.52,No.9,p.682,1988.)。また、通常
Biは磁気光学効果を大きくするために添加されるが、前
記報告例に使用したBi-RIGでは、容易磁化方向を面内に
保つためBi添加量を多量に添加できないので、磁気光学
効果がYIG等と大差ない大きさとなっている。
タキシャル成長(LPE) 法が広く用いられており、このLP
E 法において、従来、屈折率を制御する方法としては、
メルト組成により制御する方法、結晶成長温度により制
御する方法および試料の回転数により制御する方法が知
られている。このうち、メルト組成により制御する方法
は、組成の異なる複数のメルトを用意する必要があり、
ガーネット３次元導波路用ガーネット材料を作製する
際、工程が複雑になる等の問題がある。また、結晶成長
温度により制御する方法および試料の回転数により制御
する方法は、メルトを一つしか必要としないので、導波
路用ガーネット材料作製上利点が多く、バルク型の光ア
イソレータの材料であるビスマスを添加した希土類元素
を含有する鉄ガーネット(Bi-RIG)において、これらの方
法を用いてガーネット３次元導波路の作製が行われてい
る(S.Kaewsuriyathumrong 他 Journal of Lightwave Te
chnology Vol.8,No.2,p.177,1990. およびR.Wolfe 他 A
pplied Physics Letter Vol.56,No.5,p.426,1990.)。し
かし、Bi-RIGを用いた導波路は、伝搬損失が光通信に使
用する波長帯(1.3μm 〜1.6 μm ) で９dB/cm以上と大
きいという欠点がある（例えば、E.Pross 他 Applied P
hysics Letter Vol.52,No.9,p.682,1988.)。また、通常
Biは磁気光学効果を大きくするために添加されるが、前
記報告例に使用したBi-RIGでは、容易磁化方向を面内に
保つためBi添加量を多量に添加できないので、磁気光学
効果がYIG等と大差ない大きさとなっている。
【０００５】ランタンとガリウムとイットリウムを含有
した鉄ガーネット(YLIGG) は、容易磁化方向が面内にあ
り、光通信に使用する波長帯でYIG と同程度の大きさの
磁気光学効果を示し、光吸収が小さい材料として知られ
ている。しかし、YLIGG 等のBiを含まないガーネット材
料系では、屈折率を精度よく制御し、多層構造にして光
通信に使用する波長帯用の導波路型光アイソレータ用ガ
ーネット３次元導波路を作製した例はない。
した鉄ガーネット(YLIGG) は、容易磁化方向が面内にあ
り、光通信に使用する波長帯でYIG と同程度の大きさの
磁気光学効果を示し、光吸収が小さい材料として知られ
ている。しかし、YLIGG 等のBiを含まないガーネット材
料系では、屈折率を精度よく制御し、多層構造にして光
通信に使用する波長帯用の導波路型光アイソレータ用ガ
ーネット３次元導波路を作製した例はない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、伝搬損失が
小さく、かつ光が伝搬する部位の材料とクラッド層の材
料との屈折率差を制御性よく設定できるガーネット３次
元導波路およびその作製方法を提供することにある。
小さく、かつ光が伝搬する部位の材料とクラッド層の材
料との屈折率差を制御性よく設定できるガーネット３次
元導波路およびその作製方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のガーネット導波
路は、クラッド層により閉じ込められたコア部またはク
ラッド層上に形成されたリッジ部を有する導波路におい
て、コア部またはリッジ部とクラッド層の材料にランタ
ンとガリウムとイットリウムを含有した鉄ガーネットを
用いる。
路は、クラッド層により閉じ込められたコア部またはク
ラッド層上に形成されたリッジ部を有する導波路におい
て、コア部またはリッジ部とクラッド層の材料にランタ
ンとガリウムとイットリウムを含有した鉄ガーネットを
用いる。
【０００８】本発明のガーネット導波路の作製方法は、
基板上にランタン、ガリウムおよびイットリウムを含有
する鉄ガーネットからなるコア部またはリッジ部とクラ
ッド部を形成するガーネット導波路の作製方法におい
て、前記コア部またはリッジ部とクラッド部を、液相エ
ピタキシャルにより堆積し、かつ前記コア部またはリッ
ジ部を、エッチングにより所望の形状に加工し、前記液
相エピタキシャルの成長温度を変えることにより、前記
コア部またはリッジ部とクラッド部に屈折率差を与え
る。
基板上にランタン、ガリウムおよびイットリウムを含有
する鉄ガーネットからなるコア部またはリッジ部とクラ
ッド部を形成するガーネット導波路の作製方法におい
て、前記コア部またはリッジ部とクラッド部を、液相エ
ピタキシャルにより堆積し、かつ前記コア部またはリッ
ジ部を、エッチングにより所望の形状に加工し、前記液
相エピタキシャルの成長温度を変えることにより、前記
コア部またはリッジ部とクラッド部に屈折率差を与え
る。
【０００９】
【作用】図１は本発明のガーネット３次元導波路の基本
構成を示す図であって、（Ａ）は埋め込み型、（Ｂ）は
リブ型を示す。埋め込み型ガーネット３次元導波路は、
図１（Ａ）に示すように、基板１、下部クラッド層４、
コア部５および上部クラッド層６で構成されている。下
部クラッド層４、コア部５および上部クラッド層６の材
料としては、YLIGG を用いる。基板１の材料としては、
下部クラッド層４等に用いるYLIGG と格子定数差が小さ
いガドリウムガリウムガーネット(GGG) が望ましい。リ
ブ型ガーネット３次元導波路は、図１（Ｂ）に示すよう
に、基板１、クラッド層２、導波層３およびリッジ部７
で構成されている。このうち、高いモード変換効率を必
要としない非相反位相シフトを利用するタイプの導波路
型光アイソレータ用のガーネット３次元導波路として使
用する場合には、クラッド層２はなくてもよい。図１
（Ｂ）中、クラッド層２、導波層３およびリッジ部７の
材料としては、YLIGG を用いる。基板１の材料として
は、クラッド層２等に用いるYLIGG と格子定数差が小さ
いガドリウムガリウムガーネット(GGG) が望ましい。本
発明のガーネット３次元導波路は、光が伝搬する部位で
あるコア部５およびリッジ部７の材料として従来の３次
元導波路の材料であるBi-RIGに代えて、YLIGG を使用す
るので、伝搬損失を小さくすることができる。
構成を示す図であって、（Ａ）は埋め込み型、（Ｂ）は
リブ型を示す。埋め込み型ガーネット３次元導波路は、
図１（Ａ）に示すように、基板１、下部クラッド層４、
コア部５および上部クラッド層６で構成されている。下
部クラッド層４、コア部５および上部クラッド層６の材
料としては、YLIGG を用いる。基板１の材料としては、
下部クラッド層４等に用いるYLIGG と格子定数差が小さ
いガドリウムガリウムガーネット(GGG) が望ましい。リ
ブ型ガーネット３次元導波路は、図１（Ｂ）に示すよう
に、基板１、クラッド層２、導波層３およびリッジ部７
で構成されている。このうち、高いモード変換効率を必
要としない非相反位相シフトを利用するタイプの導波路
型光アイソレータ用のガーネット３次元導波路として使
用する場合には、クラッド層２はなくてもよい。図１
（Ｂ）中、クラッド層２、導波層３およびリッジ部７の
材料としては、YLIGG を用いる。基板１の材料として
は、クラッド層２等に用いるYLIGG と格子定数差が小さ
いガドリウムガリウムガーネット(GGG) が望ましい。本
発明のガーネット３次元導波路は、光が伝搬する部位で
あるコア部５およびリッジ部７の材料として従来の３次
元導波路の材料であるBi-RIGに代えて、YLIGG を使用す
るので、伝搬損失を小さくすることができる。
【００１０】図１に示す本発明のガーネット３次元導波
路の製造には、埋め込み型の場合、図２（Ａ）に示すよ
うに、まず基板１の上に下部クラッド層４、導波層３を
LPE法で堆積し〔(I) 参照〕、次に導波層３の上にフォ
トリソグラフィー等でマスク８を形成し〔(II)参照〕、
その後、導波層３のマスク８に隠されていない部分を、
下部クラッド層４まで燐酸系エッチャントによるウェッ
トエッチング法や、Arイオンビームエッチング等による
ドライエッチング法により、エッチングしてコア部５を
形成し〔(III) 参照〕、最後に、マスク８を選択エッチ
ングにより除去し、上部クラッド層６をLPE 法で堆積す
る〔(IV)参照〕方法を用いる。また、リブ型の製造に
は、図２（Ｂ）に示すように、まず基板１の上にクラッ
ド層２、導波層３をLPE 法で堆積し〔(I) 参照〕、次に
導波層３の上にフォトリソグラフィー等でマスク８を形
成し〔(II)参照〕、その後、導波層３のマスク８に隠さ
れていない部分を、クラッド層２に達しない深さまでウ
ェットエッチング法等でエッチングして、導波層３にリ
ッジ部７を形成し〔(III) 参照〕、最後にマスク８を選
択エッチングで除去する方法〔(IV)参照〕を用いる。
路の製造には、埋め込み型の場合、図２（Ａ）に示すよ
うに、まず基板１の上に下部クラッド層４、導波層３を
LPE法で堆積し〔(I) 参照〕、次に導波層３の上にフォ
トリソグラフィー等でマスク８を形成し〔(II)参照〕、
その後、導波層３のマスク８に隠されていない部分を、
下部クラッド層４まで燐酸系エッチャントによるウェッ
トエッチング法や、Arイオンビームエッチング等による
ドライエッチング法により、エッチングしてコア部５を
形成し〔(III) 参照〕、最後に、マスク８を選択エッチ
ングにより除去し、上部クラッド層６をLPE 法で堆積す
る〔(IV)参照〕方法を用いる。また、リブ型の製造に
は、図２（Ｂ）に示すように、まず基板１の上にクラッ
ド層２、導波層３をLPE 法で堆積し〔(I) 参照〕、次に
導波層３の上にフォトリソグラフィー等でマスク８を形
成し〔(II)参照〕、その後、導波層３のマスク８に隠さ
れていない部分を、クラッド層２に達しない深さまでウ
ェットエッチング法等でエッチングして、導波層３にリ
ッジ部７を形成し〔(III) 参照〕、最後にマスク８を選
択エッチングで除去する方法〔(IV)参照〕を用いる。
【００１１】本発明では、コア部５およびリッジ部７を
構成する導波層３と各種のクラッド層２，４，６の屈折
率差を、YLIGG の屈折率が結晶成長温度により変化する
ことを利用して生じさせる。具体的には、図２に示す製
造工程(I) および(IV)における導波層３および各種のク
ラッド層２，４，６の堆積の際に、試料の成長温度を変
化させることにより、屈折率を制御する。本発明では、
この結晶成長温度による屈折率変化を利用することによ
り、従来、屈折率の制御が困難だったYLIGG において、
屈折率が所要の範囲内で精度よく制御可能である。
構成する導波層３と各種のクラッド層２，４，６の屈折
率差を、YLIGG の屈折率が結晶成長温度により変化する
ことを利用して生じさせる。具体的には、図２に示す製
造工程(I) および(IV)における導波層３および各種のク
ラッド層２，４，６の堆積の際に、試料の成長温度を変
化させることにより、屈折率を制御する。本発明では、
この結晶成長温度による屈折率変化を利用することによ
り、従来、屈折率の制御が困難だったYLIGG において、
屈折率が所要の範囲内で精度よく制御可能である。
【００１２】さきに述べたように、他の導波路型光部品
とガーネット導波回路系との複合化を図るうえで、両者
の結合を低損失に実現するためには、光束分布の整合を
とることが必要とされる。光束分布の整合をとるために
は、両者の導波路構造を最適設計し、設計値に忠実に屈
折率制御を行う必要がある。このため屈折率の制御性が
優れた本発明は導波回路を作製するうえで利点が多い。
とガーネット導波回路系との複合化を図るうえで、両者
の結合を低損失に実現するためには、光束分布の整合を
とることが必要とされる。光束分布の整合をとるために
は、両者の導波路構造を最適設計し、設計値に忠実に屈
折率制御を行う必要がある。このため屈折率の制御性が
優れた本発明は導波回路を作製するうえで利点が多い。
【００１３】
【実施例】以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細
に説明する。実施例１ この実施例は、基板１の材料としてGGG を用い、クラッ
ド層２、導波層３の材料としてLPE 法によって成長した
YLIGG を用いたリッジ幅が２〜12μm 、リッジ高さが2.
9 μm 、クラッド層２と導波層３の設計屈折率差が−0.
005 のリブ型ガーネット３次元導波路に対して実施した
ものである。この実施例では、クラッド層２および導波
層３のYLIGG の成長に、メルトとしてLa2O3, Y2O3, Fe2
O3, Ga2O 3, PbO, B2O3が重量比で0.196 : 0.701 : 7.09
7 : 0.170 : 100 : 2.451 の組成のものを用い、各層の
厚さをそれぞれ４μm とした。
に説明する。実施例１ この実施例は、基板１の材料としてGGG を用い、クラッ
ド層２、導波層３の材料としてLPE 法によって成長した
YLIGG を用いたリッジ幅が２〜12μm 、リッジ高さが2.
9 μm 、クラッド層２と導波層３の設計屈折率差が−0.
005 のリブ型ガーネット３次元導波路に対して実施した
ものである。この実施例では、クラッド層２および導波
層３のYLIGG の成長に、メルトとしてLa2O3, Y2O3, Fe2
O3, Ga2O 3, PbO, B2O3が重量比で0.196 : 0.701 : 7.09
7 : 0.170 : 100 : 2.451 の組成のものを用い、各層の
厚さをそれぞれ４μm とした。
【００１４】図３は、この実施例に用いたメルト組成に
おけるYLIGG の屈折率の成長温度依存性を示したもので
ある。YLIGG の屈折率は成長温度と直線関係にあり、成
長温度を変えることにより、0.001 以下の精度でその値
を制御できることがわかる。この実施例では、クラッド
層２と導波層３の成長温度を、それぞれ893 ℃と863℃
とすることにより、両者の屈折率差を設計値である−0.
005 とすることができた。この実施例ではマスク８とし
て窒化シリコンの直線パターンを用い、燐酸と硫酸の混
合液（堆積比１：１）をエッチャントとしたウェットエ
ッチングにより、リッジ部７を形成した。また、マスク
８の除去には緩衝フッ酸を用いた。
おけるYLIGG の屈折率の成長温度依存性を示したもので
ある。YLIGG の屈折率は成長温度と直線関係にあり、成
長温度を変えることにより、0.001 以下の精度でその値
を制御できることがわかる。この実施例では、クラッド
層２と導波層３の成長温度を、それぞれ893 ℃と863℃
とすることにより、両者の屈折率差を設計値である−0.
005 とすることができた。この実施例ではマスク８とし
て窒化シリコンの直線パターンを用い、燐酸と硫酸の混
合液（堆積比１：１）をエッチャントとしたウェットエ
ッチングにより、リッジ部７を形成した。また、マスク
８の除去には緩衝フッ酸を用いた。
【００１５】図４はファブリ‐ペロー共振信号の解析に
よって求めたこの実施例のガーネット３次元導波路の波
長1.55μm での伝搬損失を示したものである。ここで用
いたファブリー‐ペロー共振信号から伝搬損失を評価す
る方法は、測定系と導波路との結合状態に影響されず
に、高精度で伝搬損失を評価できる。図４からわかるよ
うに、いずれのリッジ幅の導波路の伝搬損失も２dB/cm
以下の値を示した。また、この実施例では、クラッド層
２と導波層３の屈折率差を各層の成長温度を変えること
により、0.001 から0.01の範囲において0.001 の精度で
制御できることも確認している。
よって求めたこの実施例のガーネット３次元導波路の波
長1.55μm での伝搬損失を示したものである。ここで用
いたファブリー‐ペロー共振信号から伝搬損失を評価す
る方法は、測定系と導波路との結合状態に影響されず
に、高精度で伝搬損失を評価できる。図４からわかるよ
うに、いずれのリッジ幅の導波路の伝搬損失も２dB/cm
以下の値を示した。また、この実施例では、クラッド層
２と導波層３の屈折率差を各層の成長温度を変えること
により、0.001 から0.01の範囲において0.001 の精度で
制御できることも確認している。
【００１６】実施例２ この実施例は、基板１の材料としてGGG を用い、下部ク
ラッド層４、コア部５、上部クラッド層６の材料として
LPE 法によって成長したYLIGG を用いた、幅８μm 、厚
さ８μm のコア部５を持つ、波長1.3 μm でシングルモ
ード伝搬する埋め込み型ガーネット３次元導波路に対し
て実施したものである。この実施例では、下部クラッド
層４、コア部５を形成する導波層３、上部クラッド層６
のYLIGGの成長に、メルトとして実施例１と同じLa2O3,
Y2O3, Fe2O3, Ga2O3, PbO, B2O3が重量比で0.196 : 0.7
01 : 7.097 : 0.170 : 100 : 2.451 の組成のものを用
い、各層の厚さをそれぞれ８μmとした。また、導波路
が波長1.3 μm でシングルモード伝搬するためには、コ
ア部５と各クラッド層４，６の屈折率差を＋0.001に設
定する必要があるが、この実施例では、コア部５を構成
する導波層３と各クラッド層４，６の成長温度を、それ
ぞれ888 ℃、893 ℃とすることにより実現できた。この
実施例ではマスク８として窒化シリコンの直線パターン
を用い、燐酸と硫酸の混合液（体積比１：１）をエッチ
ャントとしたウェットエッチングにより、リッジ部７を
形成した。また、マスク８の除去には緩衝フッ酸を用い
た。
ラッド層４、コア部５、上部クラッド層６の材料として
LPE 法によって成長したYLIGG を用いた、幅８μm 、厚
さ８μm のコア部５を持つ、波長1.3 μm でシングルモ
ード伝搬する埋め込み型ガーネット３次元導波路に対し
て実施したものである。この実施例では、下部クラッド
層４、コア部５を形成する導波層３、上部クラッド層６
のYLIGGの成長に、メルトとして実施例１と同じLa2O3,
Y2O3, Fe2O3, Ga2O3, PbO, B2O3が重量比で0.196 : 0.7
01 : 7.097 : 0.170 : 100 : 2.451 の組成のものを用
い、各層の厚さをそれぞれ８μmとした。また、導波路
が波長1.3 μm でシングルモード伝搬するためには、コ
ア部５と各クラッド層４，６の屈折率差を＋0.001に設
定する必要があるが、この実施例では、コア部５を構成
する導波層３と各クラッド層４，６の成長温度を、それ
ぞれ888 ℃、893 ℃とすることにより実現できた。この
実施例ではマスク８として窒化シリコンの直線パターン
を用い、燐酸と硫酸の混合液（体積比１：１）をエッチ
ャントとしたウェットエッチングにより、リッジ部７を
形成した。また、マスク８の除去には緩衝フッ酸を用い
た。
【００１７】この実施例のガーネット３次元導波路のニ
アフィールドパターンをビデオモニターで観測した結
果、Ｏ次モードのみが伝搬することが確認され、設計値
通りにコア部５と各クラッド層４，６の屈折率差を制御
できていることが実証された。この実施例の導波路のフ
ァブリ‐ペロー共振信号の解析によって求めた伝搬損失
は、実施例１のリブ型導波路と同等な低い値を示した。
アフィールドパターンをビデオモニターで観測した結
果、Ｏ次モードのみが伝搬することが確認され、設計値
通りにコア部５と各クラッド層４，６の屈折率差を制御
できていることが実証された。この実施例の導波路のフ
ァブリ‐ペロー共振信号の解析によって求めた伝搬損失
は、実施例１のリブ型導波路と同等な低い値を示した。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のガーネッ
ト３次元導波路は、従来のガーネット３次元導波路と異
なり、光束の伝搬部位の材料にランタンとガリウムとイ
ットリウムを含有した鉄ガーネットを用いたことによ
り、伝搬損失が小さいという利点がある。また、本発明
のガーネット３次元導波路用ガーネット材料の作製方法
は、屈折率の制御に結晶成長温度による屈折率変化を利
用することにより、屈折率を所要の範囲内で精度よく制
御できるという利点がある。
ト３次元導波路は、従来のガーネット３次元導波路と異
なり、光束の伝搬部位の材料にランタンとガリウムとイ
ットリウムを含有した鉄ガーネットを用いたことによ
り、伝搬損失が小さいという利点がある。また、本発明
のガーネット３次元導波路用ガーネット材料の作製方法
は、屈折率の制御に結晶成長温度による屈折率変化を利
用することにより、屈折率を所要の範囲内で精度よく制
御できるという利点がある。
【図１】（Ａ）は、本発明の埋め込み型ガーネット３次
元導波路の基本構成を示す図である。 （Ｂ）は、本発明のリブ型ガーネット３次元導波路の基
本構成を示す図である。
元導波路の基本構成を示す図である。 （Ｂ）は、本発明のリブ型ガーネット３次元導波路の基
本構成を示す図である。
【図２】（Ａ）は、本発明の埋め込み型ガーネット３次
元導波路の作製法の工程を説明する図である。 （Ｂ）は、本発明のリブ型ガーネット３次元導波路の作
製方法の工程を説明する図である。
元導波路の作製法の工程を説明する図である。 （Ｂ）は、本発明のリブ型ガーネット３次元導波路の作
製方法の工程を説明する図である。
【図３】本発明の実施例において用いたメルト組成にお
けるYLIGG の屈折率の成長温度依存性を示す図である。
けるYLIGG の屈折率の成長温度依存性を示す図である。
【図４】本発明の実施例１のガーネット３次元導波路の
伝搬損失の値を示す図である。
伝搬損失の値を示す図である。
１ 基板 ２ クラッド層 ３ 導波層 ４ 下部クラッド層 ５ コア部 ６ 上部クラッド層 ７ リッジ部 ８ マスク
Claims (2)
- 【請求項１】 クラッド層により閉じ込められたコア部
またはクラッド層上に形成されたリッジ部を有する導波
路において、コア部またはリッジ部とクラッド層の材料
にランタンとガリウムとイットリウムを含有した鉄ガー
ネットを用いたことを特徴とするガーネット導波路。 - 【請求項２】 基板上にランタン、ガリウムおよびイッ
トリウムを含有する鉄ガーネットからなるコア部または
リッジ部とクラッド部が形成されたガーネット導波路の
作製方法であって、前記コア部またはリッジ部とクラッ
ド部は、液相エピタキシャルにより堆積され、かつ前記
コア部またはリッジ部は、エッチングにより所望の形状
に加工され、前記液相エピタキシャルの成長温度を変え
ることにより、前記コア部またはリッジ部とクラッド部
に屈折率差を与えることを特徴とするガーネット導波路
の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3247285A JPH0588037A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | ガーネツト導波路およびその作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3247285A JPH0588037A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | ガーネツト導波路およびその作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0588037A true JPH0588037A (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=17161176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3247285A Pending JPH0588037A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | ガーネツト導波路およびその作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0588037A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1182474A3 (en) * | 2000-08-22 | 2004-11-10 | Nippon Telegraph and Telephone Corporation | Optical waveguide and fabricating method thereof, and optical waveguide circuit |
-
1991
- 1991-09-26 JP JP3247285A patent/JPH0588037A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1182474A3 (en) * | 2000-08-22 | 2004-11-10 | Nippon Telegraph and Telephone Corporation | Optical waveguide and fabricating method thereof, and optical waveguide circuit |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |