JPH06235837A - Light waveguide element - Google Patents

Light waveguide element

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JPH06235837A
JPH06235837A JP4597793A JP4597793A JPH06235837A JP H06235837 A JPH06235837 A JP H06235837A JP 4597793 A JP4597793 A JP 4597793A JP 4597793 A JP4597793 A JP 4597793A JP H06235837 A JPH06235837 A JP H06235837A
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JP
Japan
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layer
refractive index
optical waveguide
substrate
waveguide device
Prior art date
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Withdrawn
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JP4597793A
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Japanese (ja)
Inventor
Arao Satou
荒尾 佐藤
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Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To decrease scattering of guided light due to a fine rough pattern or the like in the interface between a core layer and a clad layer by using a low-cost and easy means. CONSTITUTION:A substrate 11 as the clad layer has a rough surface 14, on which a smoothening layer 12 having the same refractive index as that of the substrate 11 is formed by spin coating, etc. As for the smoothening layer 12, sol-gel glass material essentially comprising SiO2 is used. The refractive index of the glass can be controlled by controlling the concn. of water in the atmosphere for firing the sol-gel glass material. By forming a core layer 13 on the smooth surface of the smoothening layer 12, the rough pattern in the interface between the core layer 13 and the smoothening layer 12 is removed, which prevents scattering of guided light and improves the transmission efficiency.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームなどの導
波光がコア層を伝搬する光導波路素子に関し、特にコア
層内での導波光の伝搬損失を減少させることのできる光
導波路素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide device in which guided light such as a laser beam propagates through a core layer, and more particularly to an optical waveguide device capable of reducing the propagation loss of the guided light in the core layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】図13および図14は従来の光導波路素
子の構造を説明するための断面図、図15は従来例の問
題点を説明するための拡大断面図である。図13に示す
光導波路素子において、符号1は基板である。この基板
1は、例えば使用する光の波長に対して十分な透過性を
有する光学材料から形成されている。この基板1上に
は、この基板1の屈折率より大きな光学材料によりなる
コア層2が形成されている。この光導波路素子では、前
記基板1がいわゆるクラッド層として機能し、基板1と
コア層2との屈折率の相違により、レーザビームなどの
導波光がコア層2内を伝搬される。
13 and 14 are sectional views for explaining the structure of a conventional optical waveguide device, and FIG. 15 is an enlarged sectional view for explaining the problems of the conventional example. In the optical waveguide device shown in FIG. 13, reference numeral 1 is a substrate. The substrate 1 is made of, for example, an optical material having a sufficient transparency for the wavelength of light used. A core layer 2 made of an optical material having a refractive index higher than that of the substrate 1 is formed on the substrate 1. In this optical waveguide device, the substrate 1 functions as a so-called clad layer, and guided light such as a laser beam propagates in the core layer 2 due to the difference in refractive index between the substrate 1 and the core layer 2.

【0003】図14に示す光導波路素子は、使用する光
の波長に対して吸収率の大きい材料により形成された基
板3と、この基板3の表面に形成されたクラッド層4
と、クラッド層4より屈折率の大きな光学材料により形
成されたコア層5とから構成されている。この場合も、
導波光がコア層5内を伝搬される。この種の光導波路素
子では、コア層を構成する材料の屈折率と厚さによっ
て、導波光の振幅分布(導波光のエネルギー強度分布)
7が図15に示すように決められる。この振幅分布7を
見ると、その一部がクラッド層1または4側に延びてい
るため、光の伝搬効率は、コア層とクラッド層の境界面
の面粗さなどによる影響を受け易い。
The optical waveguide device shown in FIG. 14 is composed of a substrate 3 made of a material having a large absorptance with respect to the wavelength of light used, and a clad layer 4 formed on the surface of the substrate 3.
And a core layer 5 made of an optical material having a refractive index larger than that of the cladding layer 4. Also in this case,
Guided light is propagated in the core layer 5. In this type of optical waveguide device, the amplitude distribution of guided light (energy intensity distribution of guided light) depends on the refractive index and thickness of the material forming the core layer.
7 is determined as shown in FIG. Looking at this amplitude distribution 7, a part of it extends to the cladding layer 1 or 4 side, so the light propagation efficiency is easily affected by the surface roughness of the interface between the core layer and the cladding layer.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図13
および図14に示す光導波路素子を製造する場合に、基
板1または3を製造する過程、およびクラッド層4を製
造する過程において、これらの表面に微小な凹凸6a,
6b,6cが形成されることは避けることができない。
そのため図13と図14にて鎖線矢印にて模式的に示す
ように、コア層2と基板1との境界面またはコア層5と
クラッド層4との境界面において導波光の散乱などが発
生しやすく、導波光の伝搬効率が低下しやすくなる。
However, as shown in FIG.
In the process of manufacturing the substrate 1 or 3 and the process of manufacturing the cladding layer 4 when manufacturing the optical waveguide device shown in FIG.
Formation of 6b and 6c is unavoidable.
Therefore, as schematically shown by a chain line arrow in FIGS. 13 and 14, scattering of guided light or the like occurs at the interface between the core layer 2 and the substrate 1 or the interface between the core layer 5 and the cladding layer 4. It is easy to reduce the propagation efficiency of guided light.

【0005】そのため、従来は、基板1または3の表
面、およびクラッド層4の表面を光学研磨して平滑面に
仕上げ、この研磨工程の後にコア層2または5を形成し
ている。したがって製造能率が低下して量産性が劣るの
みならず、基板やクラッド層の表面粗さが全ての製品に
おいて均一になるように管理することが困難となり、導
波光の伝搬効率が均一となるような製品管理が困難とな
る。
For this reason, conventionally, the surface of the substrate 1 or 3 and the surface of the cladding layer 4 are optically polished to a smooth surface, and the core layer 2 or 5 is formed after this polishing step. Therefore, not only is the manufacturing efficiency reduced and mass productivity inferior, but it is difficult to control the surface roughness of the substrate and clad layer to be uniform in all products, so that the propagation efficiency of guided light becomes uniform. Product management becomes difficult.

【0006】本発明は上記課題を解決するものであり、
困難な製造工程を用いることなく、導波光の伝搬効率を
向上できるようにした光導波路素子を提供することを目
的とするものである。
The present invention is intended to solve the above problems,
An object of the present invention is to provide an optical waveguide device capable of improving the propagation efficiency of guided light without using a difficult manufacturing process.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明による光導波路素
子は、クラッド層に、その表面が平滑な平滑化層が積層
されており、この平滑化層の平滑表面に、平滑化層と屈
折率の相違するコア層が形成されていることを特徴とす
るものである。
In the optical waveguide device according to the present invention, a smoothing layer having a smooth surface is laminated on the cladding layer, and the smoothing layer and the refractive index are formed on the smooth surface of the smoothing layer. The core layers are different from each other.

【0008】また、平滑化層は、クラッド層とほぼ同一
の屈折率を有していることが好ましい。
The smoothing layer preferably has a refractive index substantially the same as that of the cladding layer.

【0009】上記平滑化層を、屈折率を調整できるゾル
ゲルガラス材料により形成することにより、クラッド層
と平滑化層との屈折率を一致させやすくなる。
By forming the above-mentioned smoothing layer from a sol-gel glass material whose refractive index can be adjusted, it becomes easy to make the refractive indexes of the cladding layer and the smoothing layer coincide with each other.

【0010】[0010]

【作用】上記手段では、基板となるクラッド層あるいは
基板の表面に形成されるクラッド層のさらに表面に、表
面を平滑化できる方法により平滑化層を形成する。そし
てこの平滑化層の平滑表面にコア層を形成する。これに
よりコア層とその下の平滑化層との境界面における導波
光の散乱などを防止でき、導波光の伝搬効率を高めるこ
とができる。また平滑化層をゾルゲルガラス材料などに
より構成し、平滑化層とクラッド層とをほぼ同一の屈折
率とすることにより、平滑化層をクラッド層と光学的に
一体にできるようになる。
In the above means, the smoothing layer is formed on the surface of the clad layer serving as the substrate or the clad layer formed on the surface of the substrate by a method capable of smoothing the surface. Then, a core layer is formed on the smooth surface of this smoothing layer. As a result, it is possible to prevent the guided light from being scattered at the boundary surface between the core layer and the smoothing layer thereunder, and to improve the propagation efficiency of the guided light. Further, the smoothing layer is made of a sol-gel glass material or the like, and the smoothing layer and the cladding layer have substantially the same refractive index, so that the smoothing layer can be optically integrated with the cladding layer.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明による光導波路素子の拡大外観斜視
図、図2および図3は本発明の光導波路素子を製造工程
別に示す斜視図である。図1は、2次元光導波路素子で
ある。符号11は表面無研磨のパイレックスガラス(商
品名)を用いたガラス基板11である。図1に示す2次
元光導波路素子では、このガラス基板11がクラッド層
として機能する。この種のガラス基板11の表面には、
ガラス材料の冷却硬化工程での収縮などにより、細かな
凹凸14が形成されるのを避けることができない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an enlarged external perspective view of an optical waveguide device according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are perspective views showing the optical waveguide device of the present invention for each manufacturing process. FIG. 1 shows a two-dimensional optical waveguide device. Reference numeral 11 is a glass substrate 11 using Pyrex glass (trade name) with no surface polishing. In the two-dimensional optical waveguide device shown in FIG. 1, this glass substrate 11 functions as a clad layer. On the surface of this kind of glass substrate 11,
It is unavoidable that fine irregularities 14 are formed due to shrinkage of the glass material in the cooling and hardening process.

【0012】そこで、図3に示すように、ガラス基板1
1の表面に平滑化層12が形成される。この平滑化層1
2は、焼成後に前記ガラス基板11の屈折率と同一の屈
折率となる例えばSiのアルコキシド[Si(O
R)n:Rはアルキル基]あるいはシラザン(化1参
照)などを主成分とするガラス材料により形成される。
Therefore, as shown in FIG. 3, the glass substrate 1
The smoothing layer 12 is formed on the surface of No. 1. This smoothing layer 1
2 is, for example, an alkoxide of Si [Si (O 2) which has the same refractive index as that of the glass substrate 11 after firing.
R) n : R is an alkyl group] or a glass material containing silazane (see Chemical Formula 1) as a main component.

【化1】 [Chemical 1]

【0013】このガラス材料は、いわゆるゾルゲル法に
より調整されたゾルゲルガラス材料を用いるのが最適で
ある。このゾルゲルガラス材料は、スピンコート法など
により形成されるため、前記ガラス基板11の表面の微
小な凹凸14の中に入り込み、表面を容易に平滑化する
ことができ、コア層13との境界面を平滑面にできる。
As this glass material, it is optimum to use a sol-gel glass material prepared by a so-called sol-gel method. Since this sol-gel glass material is formed by a spin coating method or the like, it can enter into the minute irregularities 14 on the surface of the glass substrate 11 to easily smooth the surface, and the interface with the core layer 13 Can be a smooth surface.

【0014】また、ゾルゲルガラス材料は、それを焼成
する雰囲気中の水分濃度を制御することにより焼成後の
屈折率を調整することができる。図5は、その関係を示
す線図であり、横軸はゾルゲルガラス材料を焼成する雰
囲気中の水分濃度を示し、縦軸は屈折率を示している。
例えば、平滑化層12の材料となるゾルゲルガラス材料
を焼成する雰囲気中の水分濃度を0ppmないし200
00ppmの範囲内で制御することにより、焼成後の屈
折率を約1.44ないし1.48の範囲で調整することが
できる。このため、クラッド層に使用される材料の屈折
率と同一の屈折率に設定することができる。クラッド層
となるガラス基板11が前述のパイレックスガラスであ
る場合、その屈折率は1.472であるため、平滑化層
12を形成するゾルゲルガラス材料を焼成する雰囲気中
の水分濃度を2000ppmにすれば、平滑化層12と
ガラス基板11との屈折率を同じにでき、ガラス基板1
1と平滑化層12を光学的に一体のものとすることがで
きる。
In the sol-gel glass material, the refractive index after firing can be adjusted by controlling the water concentration in the atmosphere for firing it. FIG. 5 is a diagram showing the relationship, in which the horizontal axis represents the water concentration in the atmosphere for firing the sol-gel glass material, and the vertical axis represents the refractive index.
For example, the moisture concentration in the atmosphere for firing the sol-gel glass material used as the material of the smoothing layer 12 is 0 ppm to 200 ppm.
By controlling within the range of 00 ppm, the refractive index after firing can be adjusted within the range of about 1.44 to 1.48. Therefore, it can be set to the same refractive index as that of the material used for the cladding layer. When the glass substrate 11 to be the clad layer is the above-mentioned Pyrex glass, its refractive index is 1.472, so if the moisture concentration in the atmosphere for firing the sol-gel glass material forming the smoothing layer 12 is set to 2000 ppm. , The smoothing layer 12 and the glass substrate 11 can have the same refractive index.
1 and the smoothing layer 12 can be optically integrated.

【0015】前記平滑化層12の平滑面上にはコア層1
3が形成される。このコア層13は平滑化層12よりも
屈折率の高い材料により形成され、たとえば平滑化層1
2がパイレックスガラスの基板11と同じ屈折率である
場合には、コア層13は例えばコーニングガラス705
9(商品名)により形成される。
The core layer 1 is formed on the smooth surface of the smoothing layer 12.
3 is formed. The core layer 13 is formed of a material having a higher refractive index than the smoothing layer 12, and for example, the smoothing layer 1
2 has the same refractive index as the substrate 11 of Pyrex glass, the core layer 13 may be, for example, Corning Glass 705.
9 (trade name).

【0016】次に、上記光導波路素子の製造方法をさら
に詳しく説明する。パイレックスガラス(屈折率1.4
72)による表面無研磨のガラス基板11にの表面を洗
浄する。次に、上記ガラス基板11の表面に、シラザン
(化1参照)を主成分とするゾルゲルガラス材料(ペル
ヒドロポリシラザン)を塗布する。図5に示すように、
このゾルゲルガラス材料を焼成する雰囲気中の水分濃度
を約2000ppmとし、その屈折率を前記パイレック
スガラスとほぼ一致させる。この層の表面を平滑にする
方法としては例えばスピンコート法が用いられる。この
スピンコート法は、ガラス基板11を円盤の上に設置
し、ガラス基板11を含む領域にゾルゲルガラス材料を
塗布し、この円盤を高速回転させることにより、ガラス
基板11の表面を覆うゾルゲルガラス材料の表面が平滑
になる。
Next, the method for manufacturing the above optical waveguide device will be described in more detail. Pyrex glass (refractive index 1.4
The surface of the non-polished glass substrate 11 according to 72) is washed. Next, a sol-gel glass material (perhydropolysilazane) containing silazane (see Chemical formula 1) as a main component is applied to the surface of the glass substrate 11. As shown in FIG.
The moisture concentration in the atmosphere for firing this sol-gel glass material is set to about 2000 ppm, and its refractive index is made to substantially match that of the Pyrex glass. As a method for smoothing the surface of this layer, for example, a spin coating method is used. In this spin coating method, a glass substrate 11 is placed on a disk, a sol-gel glass material is applied to a region including the glass substrate 11, and the disk is rotated at high speed to cover the surface of the glass substrate 11. The surface becomes smooth.

【0017】そして、この基板11を乾燥させた後焼成
炉に入れ、所定の温度にてゾルゲルガラス材料を焼成し
て硬化させ、これにより表面が平滑で且つガラス基板1
1と光学的に一体となった平滑化層12が形成される。
次に、平滑化層12の表面に対し、スパッタ法によりコ
ーニングガラス7059(商品名)を成膜し、コア層1
3を形成する。
Then, after drying the substrate 11, the substrate 11 is put into a firing furnace and the sol-gel glass material is fired and cured at a predetermined temperature, whereby the surface is smooth and the glass substrate 1
A smoothing layer 12 that is optically integrated with 1 is formed.
Next, on the surface of the smoothing layer 12, a Corning glass 7059 (trade name) is formed by a sputtering method to form the core layer 1
3 is formed.

【0018】図4(A)は、図1に示す光導波路素子の
断面図である。ガラス基板11の屈折率をn1、平滑化
層12の屈折率をn2とすると、平滑化層12となるゾ
ルゲルガラス材料を焼成する雰囲気中の水分濃度を制御
することによりn1=n2とすることができ、よってガラ
ス基板11と平滑化層12は光学的に一体のものとなり
両層の境界の凹凸14により導波光の散乱は生じない。
またコア層13の屈折率をn3とすると、(n1=n2<
n3)となる。
FIG. 4A is a sectional view of the optical waveguide device shown in FIG. When the refractive index of the glass substrate 11 is n1 and the refractive index of the smoothing layer 12 is n2, it is possible to set n1 = n2 by controlling the water concentration in the atmosphere in which the sol-gel glass material to be the smoothing layer 12 is fired. Therefore, the glass substrate 11 and the smoothing layer 12 are optically integrated, and the unevenness 14 at the boundary between the two layers prevents scattering of guided light.
When the refractive index of the core layer 13 is n3, (n1 = n2 <
n3).

【0019】図4(A)に導波光の振幅分布を符号7で
示すが、屈折率の境界となる平滑化層12とコア層13
の境界面には凹凸がほとんどなくなり、よってこの境界
面において光の散乱が生じなくなり、導波光の伝搬効率
が非常に高いものとなる。また図4(B)に示すよう
に、平滑化層12を厚く形成でき、導波光の振幅分布が
ガラス基板11まで延びない場合には、ガラス基板11
は導波光の伝搬に影響を与えないため、平滑化層12の
屈折率n2とガラス基板の屈折率n1が相違しても、(n
2<n3)であれば、導波光の伝搬効率の高い光導波路素
子を構成できる。
In FIG. 4A, the amplitude distribution of the guided light is shown by reference numeral 7, and the smoothing layer 12 and the core layer 13 which are the boundaries of the refractive index
There is almost no unevenness on the boundary surface, so that the scattering of light does not occur at this boundary surface, and the propagation efficiency of guided light becomes very high. Further, as shown in FIG. 4B, when the smoothing layer 12 can be formed thick and the amplitude distribution of the guided light does not extend to the glass substrate 11, the glass substrate 11
Does not affect the propagation of guided light, even if the refractive index n2 of the smoothing layer 12 and the refractive index n1 of the glass substrate are different, (n
If 2 <n3), an optical waveguide device having a high guided light propagation efficiency can be constructed.

【0020】次に、図6は本発明の他の実施例として、
2分岐光導波路素子を構成する場合について示してい
る。図6は2分岐光導波路素子を示す拡大斜視図、図7
ないし図12は2分岐光導波路素子を製造工程別に示す
斜視図である。図6に示す2分岐光導波路素子は、Si
(シリコン)基板21と、この基板21上に例えば蒸着
されたSiO2からなるクラッド層22と、上記同様
に、SiO2ガラスの屈折率と同一の屈折率となるSi
2を主成分とするゾルゲルガラス材料により形成され
た平滑化層23と、この平滑化層23の上に形成された
Ti(またはGe)をドープしたSiO2により形成さ
れた2分岐光導波路24aと、この2分岐光導波路24
a上に形成されたクラッド層25とから形成されてい
る。
Next, FIG. 6 shows another embodiment of the present invention.
The case where a two-branch optical waveguide device is configured is shown. FIG. 6 is an enlarged perspective view showing a two-branch optical waveguide device, and FIG.
12 to 12 are perspective views showing a two-branch optical waveguide device in each manufacturing process. The two-branch optical waveguide device shown in FIG.
A (silicon) substrate 21, a cladding layer 22 made of, for example, SiO 2 vapor-deposited on the substrate 21, and a Si having the same refractive index as that of SiO 2 glass, similarly to the above.
A smoothing layer 23 formed of a sol-gel glass material containing O 2 as a main component, and a two-branched optical waveguide 24a formed of Ti (or Ge) -doped SiO 2 formed on the smoothing layer 23. And this two-branch optical waveguide 24
and a cladding layer 25 formed on a.

【0021】この2分岐光導波路素子の製造工程を説明
する。図7と図8に示すように、表面に凹凸26が残さ
れた無研磨のSi基板21の表面に、SiO2を蒸着法
により成膜しクラッド層22を形成する。蒸着された状
態のクラッド層22は、その表面に凹凸27が形成され
やすい。この凹凸27は、Si基板21の表面の凹凸2
6の影響によるものである。次に図9に示すように、ク
ラッド層22上に、SiO2を主成分とするゾルゲルガ
ラス材料をスピンコート法により塗布し、さらに焼成し
て、表面が平滑な平滑化層23を形成する。この平滑化
層23は材料となるゾルゲルガラス材料を焼成する雰囲
気中の水分濃度を約7000ppmとなるように調整し
たものであり、これにより、図5に示すように、平滑化
層23の屈折率をクラッド層22の屈折率(1.46)
にほぼ一致させることができる。
The manufacturing process of this two-branch optical waveguide device will be described. As shown in FIGS. 7 and 8, SiO 2 is deposited by a vapor deposition method to form a cladding layer 22 on the surface of an unpolished Si substrate 21 having irregularities 26 left on the surface. The clad layer 22 in the vapor-deposited state is likely to have irregularities 27 on its surface. The irregularities 27 are irregularities 2 on the surface of the Si substrate 21.
This is due to the effect of 6. Next, as shown in FIG. 9, a sol-gel glass material containing SiO 2 as a main component is applied onto the clad layer 22 by a spin coating method and further baked to form a smoothing layer 23 having a smooth surface. The smoothing layer 23 is adjusted so that the moisture concentration in the atmosphere for firing the sol-gel glass material as the material is about 7000 ppm, and as a result, as shown in FIG. Is the refractive index of the cladding layer 22 (1.46)
Can almost match.

【0022】その後、図10に示すように、平滑化層2
3の表面にTi(またはGe)をドープしたSiO2
ラス材料を蒸着法により成膜し、コア層24を形成す
る。そして図11に示すように、コア層24の上に、フ
ォトリソグラフィにより2分岐光導波路24aのレジス
トパターンを形成し、図12に示すようにドライエッチ
ングによりコア層24を部分的エッチングして、2分岐
光導波路24aを形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 10, the smoothing layer 2
A SiO 2 glass material doped with Ti (or Ge) is deposited on the surface of 3 by a vapor deposition method to form a core layer 24. Then, as shown in FIG. 11, a resist pattern of the bifurcated optical waveguide 24a is formed on the core layer 24 by photolithography, and the core layer 24 is partially etched by dry etching as shown in FIG. The branched optical waveguide 24a is formed.

【0023】次に、2分岐光導波路24aを覆うように
して、蒸着法によりSiO2ガラス材料を成膜しクラッ
ド層25を形成し、図6に示す光導波路素子を得る。こ
の2分岐光導波路素子は、クラッド層22の屈折率(n
4)と平滑化層23の屈折率(n5)とがほぼ等しく、ま
た屈折率n6(n4=n5<n6)のコア層24(2分岐光
導波路24a)と平滑化層23との境界面が平滑である
ため、2分岐光導波路24aを伝搬される導波光の光の
散乱がなくなり、伝搬効率が高くなる。
Next, a SiO 2 glass material is formed into a film by a vapor deposition method so as to cover the bifurcated optical waveguide 24a and a clad layer 25 is formed to obtain the optical waveguide device shown in FIG. This two-branch optical waveguide device has a refractive index (n
4) and the refractive index (n5) of the smoothing layer 23 are substantially equal to each other, and the boundary surface between the core layer 24 (two-branched optical waveguide 24a) having the refractive index n6 (n4 = n5 <n6) and the smoothing layer 23 is Since it is smooth, the scattering of the guided light propagating through the two-branching optical waveguide 24a is eliminated, and the propagation efficiency is increased.

【0024】例えば、上記実施例では、単に導波光を伝
搬する導波路に適用した場合について説明したが、プリ
ズム,レンズなどの光路変換機能、光分配,結合、偏光
子、モード分離、波長分波,合波、スイッチ、光偏向、
光変調、波長変換、光増幅などの種々機能を有する光導
波路素子に適用可能である。さらに平滑化層の材料は必
ずしもゾルゲルガラスに限られるものではなく、例えば
窒化アルミニウム(AlN)やサイアロン(Si−Al
−O−N)などを使用することが可能である。これらの
材料においてNの分子量あるいはOとNの分子量の比を
変えることにより屈折率をクラッド層と一致させるよう
に調整することは可能である。またこれらの材料を例え
ばCVD法により成膜することにより、表面が平滑な平
滑化層とすることができる。
For example, in the above embodiment, the case where the present invention is simply applied to the waveguide for propagating the guided light is explained. However, the optical path conversion function of the prism, the lens, etc., the light distribution, the coupling, the polarizer, the mode separation, the wavelength demultiplexing. , Multiplexing, switch, light deflection,
It can be applied to an optical waveguide device having various functions such as optical modulation, wavelength conversion, and optical amplification. Further, the material of the smoothing layer is not necessarily limited to sol-gel glass, and may be, for example, aluminum nitride (AlN) or sialon (Si-Al).
-O-N) or the like can be used. In these materials, it is possible to adjust the refractive index to match that of the cladding layer by changing the molecular weight of N or the ratio of the molecular weights of O and N. Further, by forming a film of these materials by, for example, a CVD method, a smoothing layer having a smooth surface can be formed.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上のように本発明では、コア層とクラ
ッド層との境界面に凹凸が形成されず平滑な境界面とす
ることができるため、コア層とクラッド層との境界面で
の導波光の散乱による伝搬損失の増大を防止でき、伝搬
効率の良い光導波路素子を構成できる。
As described above, according to the present invention, since the interface between the core layer and the clad layer has no unevenness and can be made a smooth interface, the interface between the core layer and the clad layer can be made smooth. An increase in propagation loss due to scattering of guided light can be prevented, and an optical waveguide device with good propagation efficiency can be configured.

【0026】また平滑化層とクラッド層との屈折率を一
致させることにより、平滑化層とクラッド層とを光学的
に一体の媒体とすることができ、クラッド層の表面に凹
凸があったとしてもこれにより導波光の伝搬損失が生じ
ることはない。よってクラッド層の研磨作業などが不要
になる。
Further, by making the refractive indexes of the smoothing layer and the clad layer coincide with each other, the smoothing layer and the clad layer can be made into an optically integrated medium, and if the surface of the clad layer is uneven. However, this does not cause a propagation loss of guided light. Therefore, the work of polishing the clad layer becomes unnecessary.

【0027】また平滑化層の材料としてゾルゲルガラス
材料を使用すると、屈折率をクラッド層と合せることが
可能になる。
If a sol-gel glass material is used as the material for the smoothing layer, it becomes possible to match the refractive index with that of the cladding layer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による光導波路素子の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of an optical waveguide device according to the present invention.

【図2】図1に示す光導波路素子の製造工程を説明する
ものであり、基板(クラッド層)単体を示す斜視図であ
FIG. 2 is a perspective view illustrating a substrate (clad layer) simple substance for explaining a manufacturing process of the optical waveguide device shown in FIG.

【図3】図2に示す基板に、平滑化層が形成された状態
を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which a smoothing layer is formed on the substrate shown in FIG.

【図4】(A)は図1に示す光導波路素子内での導波光
の振幅分布を説明する断面図、(B)は平滑化層を厚く
した場合の振幅分布を示す断面図である。
4A is a cross-sectional view for explaining the amplitude distribution of guided light in the optical waveguide device shown in FIG. 1, and FIG. 4B is a cross-sectional view for showing the amplitude distribution when the smoothing layer is thickened.

【図5】平滑化層の材料の一例であるゾルゲルガラス材
料を焼成する雰囲気中の水分濃度と屈折率との関係を示
す線図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a water concentration and a refractive index in an atmosphere for firing a sol-gel glass material, which is an example of a material for a smoothing layer.

【図6】2分岐光導波路素子を構成した場合の実施例を
示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing an embodiment when a two-branch optical waveguide device is constructed.

【図7】図6に示す2分岐光導波路素子の製造方法を示
すものであり、基板単体を示す斜視図である。
7 is a perspective view showing a single substrate, showing a method for manufacturing the two-branched optical waveguide device shown in FIG. 6. FIG.

【図8】図7に示す基板に、クラッド層を形成した状態
を示す斜視図である。
8 is a perspective view showing a state in which a clad layer is formed on the substrate shown in FIG.

【図9】クラッド層の表面に平滑化層を形成した状態を
示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a state in which a smoothing layer is formed on the surface of a clad layer.

【図10】クラッド層の表面に、コア層を形成した状態
を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a state in which a core layer is formed on the surface of the clad layer.

【図11】コア層に、分岐路のパターンを焼き付けた状
態を示す斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view showing a state in which a branch path pattern is printed on the core layer.

【図12】コア層をエッチング処理しはて分岐パターン
を形成した状態を示す斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view showing a state in which a core layer is subjected to an etching treatment to form a branch pattern.

【図13】従来の光導波路素子の構造を説明する断面図
である。
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating the structure of a conventional optical waveguide device.

【図14】従来の光導波路素子の構造を説明する断面図
である。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating the structure of a conventional optical waveguide device.

【図15】従来例の問題点を説明するためのものであり
図13の部分拡大断面図である。
15 is a partial enlarged cross-sectional view of FIG. 13 for explaining the problem of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,21 基板 12,23 平滑化層 13 コア層 14 凹凸 21 クラッド層 24 コア層 24a 2分岐光導波路 25 クラッド層 11, 21 Substrate 12, 23 Smoothing layer 13 Core layer 14 Unevenness 21 Cladding layer 24 Core layer 24a 2 Branch optical waveguide 25 Cladding layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 クラッド層に、その表面が平滑な平滑化
層が積層されており、この平滑化層の平滑表面に、平滑
化層と屈折率の相違するコア層が形成されていることを
特徴とする光導波路素子。
1. A smoothing layer having a smooth surface is laminated on the clad layer, and a core layer having a refractive index different from that of the smoothing layer is formed on the smooth surface of the smoothing layer. Characteristic optical waveguide device.
【請求項2】 平滑化層は、クラッド層とほぼ同一の屈
折率を有している請求項1記載の光導波路素子。
2. The optical waveguide device according to claim 1, wherein the smoothing layer has substantially the same refractive index as the cladding layer.
【請求項3】 平滑化層は、屈折率を調整できるゾルゲ
ルガラス材料により形成されている請求項2記載の光導
波路素子。
3. The optical waveguide device according to claim 2, wherein the smoothing layer is made of a sol-gel glass material whose refractive index can be adjusted.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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