JPH0660966B2 - 光デバイスの製造方法 - Google Patents

光デバイスの製造方法

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JPH0660966B2
JPH0660966B2 JP61205370A JP20537086A JPH0660966B2 JP H0660966 B2 JPH0660966 B2 JP H0660966B2 JP 61205370 A JP61205370 A JP 61205370A JP 20537086 A JP20537086 A JP 20537086A JP H0660966 B2 JPH0660966 B2 JP H0660966B2
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optical film
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達郎 國兼
典久 長沼
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 結合度が安定で、結合損失の少ない光カプラ,光合分波
器,光減衰器等の光デバイスを低コストで構成しうるよ
うにするための製造方法であって、ガラス等の透明基板
表面部分を、配置されるべき導波路上の所定位置の所望
形状の角形突片を少なくとも残してエッチング除去し、
角形突片の1面上のみに光学膜を被着し光学膜付突片を
形成し、光学膜付突片を含む基板表面にクラッド層及び
コア層を積層し、かかる積層をエッチングして光学膜付
突片の光学膜面に一端が密着し基板上に延在する光導波
路と、光学膜の付着されていない対向面に一端が密着し
基板上に延在する光導波路とを形成し、続いて各導波路
の上面及び側面をクラッド層で覆うようにする。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光カプラ,光合分波器,光減衰器等の光デバ
イスの製造方法に関する。
光カプラ,光合分波器,光減衰器等の光デバイスは、透
明板(例えばガラス板,シリコン板)の表面に屈折率の
異なる誘電体膜を交互に数十層積層した光学膜を、基板
上に形成した複数の光導波路の光路上に挿入して構成し
たものが、小形で、且つ光結合損失が小さいので、広く
使用されている。
〔従来の技術〕
第3図は従来の製造方法により形成された光デバイスの
斜視図であって、(a)は光導波路に光学膜付基板を組込
む前の斜視図、(b)は組込み後の斜視図である。
第3図(a)において、4はガラス,シリコン等よりなる
基板であって、その表面をドライエッチングして一方の
側縁部に並行した一対のガイド溝5a,5bを有する保
持ブロック5が形成されている。このガイド溝5aは後
述する第1の光フアイバ7を、ガイド溝5bは第3の光
フアイバ9をそれぞれ挿着する溝である。
また、保持ブロック5に対向して反対側の側縁部で、ガ
イド溝5aの延伸線上に、第2の光フアイバ8を挿着す
るガイド溝6aを有する保持ブロック6が形成されてい
る。
そして、ガイド溝5aの延伸線上に第1の光導波路1が
ガイド溝6aの延伸線上に第2の光導波路2が形成さ
れ、第1の光導波路1と第2の光導波路2の当接部に
は、上面視が所望の斜視角を有し、幅が例えば50μm
〜100μm程度の導波路間隙15が設けられている。
さらに、導波路間隙15の第1の光導波路1側は、第1
の光導波路1から分岐し、ガイド溝5bに通ずる第3の
光導波路3が形成されている。
これらの光導波路1,2,3の断面形状は、光フアイバ
のコア径により定まる所定の角形である。
一方、導波路間隙15に挿着する光学膜付基板10は、
短冊形のガラスブロック11の1側面に、所望の特性を
有する光学膜(例えばフイルター膜)12を形成したも
のである。
第3図(b)は上述のような光学膜付基板10を導波路間
隙15中に組込んで形成した光デバイスである。
第3図(b)において、導波路間隙15に光学接着剤を充
填して、その後、光学膜付基板10を導波路間隙15に
押入することにより、光学膜付基板10は導波路間隙1
5内に固着されている。
また、第1の光フアイバ7は、ガイド溝5aに挿入さ
れ、その端面が第1の光導波路1の端面に当接した状態
で、保持ブロック5に例えばレーザー溶接,或いは接着
剤等の手段により固着され、第1の光導波路1に接続さ
れている。
第2の光フアイバ8,第3の光フアイバ9もまた、第1
の光フアイバ1と同様な手段により、ガイド溝6a,ガ
イド溝5bにそれぞれ挿入され固着されて、それぞれ第
2の光導波路2,第3の光導波路3にそれぞれ接続され
ている。
したがって、例えば光学膜12がフイルター膜の場合に
は、第1の光フアイバ7に波長λ,λの合波を入射
させると、第1の光導波路1に伝送され、波長λの光
は光学膜付基板10の光学膜12を透過して直進し、第
2の光導波路2を経て第2の光フアイバ8に入射する。
一方、波長λの光は、光学膜12で反射して、第3の
光導波路3に入射し、第3の光導波路3を経て第3の光
フアイバ9に入射する。即ち、図示の光デバイスは、光
合分波器の機能を有する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら上記従来の製造方法により形成された光デ
バイスでは、導波路間隙15中に光学膜付基板10が密
着挿入しうるようにしないと、光学膜付基板10が光導
波路と所定の角度とはならず、導波路間隙と拡散膜との
間に裕度が生ずると光デバイスの所望の特性を得ること
ができなくなる。
しかし、光学膜付基板10の厚さ及び導波路間隙15を
そのように高精度に加工することは困難であるので、光
学膜付基板10を導波路間隙15に挿入後、光学膜付基
板10の角度を調整しなければならないという問題点が
ある。
また、光学膜付基板10の厚さは、取扱上の理由から薄
くすることが困難であり、その厚さはせいぜい50μm
程度である。このため、光が光学膜付基板12を通過す
る間に発散して、光結合度が低下するという問題点があ
る。
さらに、光学膜付基板10を光学接着剤で導波路間隙1
5部分に固着するため、温度変化,経時変化等により、
光学接着剤の接着強度が低下して光学膜付基板10が動
き、光デバイス特性の信頼性が低くなるという問題点
と、光学膜付基板10の位置の調整,或いは光学膜付基
板10を、基板4とは別個に作らねばならないので、コ
スト高になるという問題点がある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点は本発明により、ガラス等の透明基板40の
表面部分を、配置されるべき導波路上の所定位置の所望
形状の角形突片21を少なくとも残してエッチング除去
する工程、角形突片の1面上のみに光学膜22を被着し
光学膜付突片20を形成する工程、光学膜付突片を含む
基板表面にクラッド層及びコア層を積層する工程、かか
る積層をエッチングして光学膜付突片の光学膜面に一端
が密着し基板上に延在する光導波路1,3と、光学膜の
付着されていない対向面に一端が密着し基板上に延在す
る光導波路2とを形成する工程及び各導波路の上面及び
側面をクラッド層で覆う工程を含むことを特徴する光デ
バイスの製造方法によって解決される。
〔作用〕
上記本発明の製造方法によって形成された光デバイスで
は角形突片21はエッチング手段で形成されたものであ
るので、充分に薄く形成されており、且つ平面視の角度
が高精度である。また、それぞれの光導波路は、基板4
0の表面に所望の誘電体層を形成し、その後エッチング
手段により形成することができる。よって、光学膜付突
片20の側面には、それぞれの光導波路が密着してい
る。
したがって、光結合度が高く、且つ所望の光デバイス特
性を有している。
角形突片21の側面に形成する光学膜22は、リフトオ
フ手段により形成することができ、従来の如く、基板4
0とは別個に形成する必要がないので、調整作業等を必
要とせず、光デバイスが低コストである。
〔実施例〕
以下図を参照しながら、本発明の製造方法を具体的に説
明する。
なお、全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。
第1図(a)は本発明の製造方法によって形成された光デ
バイスの1例の斜視図、第1図(b)は第1図(a)の要部斜
視図、第2図(a),(b),(c),(d),(e)は本発明の製造
方法の一実施例の工程を示す図である。
第1図において、透明体(例えばガラス,シリコン等)
よりなる基板40の表面には、一方の側縁部に、並行し
た一対のガイド溝5a,5bを有する保持ブロック5
と、保持ブロック5に対向して反対側の側縁部におい
て、ガイド溝5aの延伸線上に、ガイド溝6aを有する
保持ブロック6とがエッチングで形成されている。
また、ガイド溝5aとガイド溝6aとを結ぶ直線上の所
望の位置に、この直線とは光デバイスの特性から定まる
所定の角度に平面視角度が傾斜した、厚さの薄い(例え
ば20μm)角形突片21が、エッチングで形成され、
その角形突片21の保持ブロック5側の側面に、所望の
光学膜(例えばフイルタ膜)22が被着されて光学膜付
突片20が形成されている。
そして、端面が光学膜付突片20の光学膜22に密着し
て、ガイド溝5aに通ずる第1の光導波路1が形成さ
れ、光学膜22の被着されていない角形突片21の側面
に、端面が密着して、ガイド溝6aに通ずる第2の光導
波路2が形成されている。
また、光学膜付突片の光学膜22側には、第1の光導波
路1の入射光の反射方向に傾斜して、第1の光導波路1
から分岐し、ガイド溝5bに通ずる第3の光導波路3が
形成されている。
これらの光導波路は中心部にコア層23が形成され、コ
ア層23の4側面にクラッド層24が形成されたもので
ある。このコア層23の断面形状は、光フアイバのコア
径により定まる所定の寸法であって、10μm〜60μ
m程度の角形である。
また、第1の光フアイバ7は、ガイド溝5aに挿入さ
れ、その端面が第1の光導波路1の端面に当接した状態
で、保持ブロック5に例えばレーザー溶接,或いは接着
剤等の手段により固着され、第1の光導波路1に接続さ
れている。
第2の光フアイバ8,第3の光フアイバ9もまた、第1
の光フアイバ1と同様な手段により、ガイド溝6a,ガ
イド溝5bにそれぞれ挿入され固着されて、それぞれ対
応する第2の光導波路2,第3の光導波路3に接続され
ている。
したがって、例えば光学膜22がフイルター膜の場合、
第1の光フアイバ7に波長λ,λの合波を入射させ
ると、第1の光導波路1に伝送され、波長λの光は光
学膜付突片20の光学膜22を透過して直進し、第2の
光導波路2を経て光フアイバ8に入射する。一方、波長
λの光は、光学膜22で反射して、第3の光導波路3
に入射し、第3の光導波路3を経て第3の光フアイバ9
に入射する。上述のように、本発明の製造方法で構成さ
れた光デバイスは、角形突片21が例えば20μmと充
分に薄いので、従来の光結合損失が0.5dBであった
のに対して、0.1dBと充分に小さい。
また、光学膜付突片20の傾斜角等を高精度に形成する
ことが容易であって、且つ後述するように、それぞれの
光導波路,角形突片21,光学膜22,保持ブロック
5,6等の形成が、互いに共通性の多いエッチング手段
及び誘電体膜形成手段により、基板40上で行われるの
で、低コストである。
さらにまた、光学膜付突片20は基板40と一体となっ
ているので、温度,湿度等の環境が変化しても、光学膜
付突片20がずれたりする恐れがなくて、光デバイスの
特性の信頼度が高い。
第2図は上述の如く光デバイスの本発明の製造方法を工
程順に説明するための図である。
第2図において、(a)のような透明体(例えばガラス,
シリコン等で、シリコンの場合には熱酸化してSiO
化する)の基板40を用い、その上面をガイド溝5a,
5b,6a以外の保持ブロック5,6及び角形突片21
部分をマスクで覆い、ドライエッチング(エッチングガ
スは弗素系ガスでCF,C等)して、第2図
(b)のように、保持ブロック5,6及び角形突片21を
形成する。
次に、角形突片21の光学膜を付着する側面を除く基板
40の全表面に、銅膜を蒸着等で形成し、さらに角形突
片21の側面を含む基板40の全表面に、所望の光学膜
特性(例えばフイルタ特性)を有する誘電体膜を所望に
積層蒸着させ、次に硝酸に漬けて、角形突片21の側面
を除く、他の部分の光学膜を除去するという、所謂リフ
トオフ法により、第2図(c)のように、角形突片21の
側面に、光学膜22を形成して光学膜付突片20とす
る。
次に第2図(d)のように、基板40の表面に、クラッド
層(第1図に示す下面のクラッド層24),コア層(第
1図に示すコア層23)の順に積層された誘電体層25
を、真空蒸着法,スパッタリング法,CVD法,火炎堆
積法等の手段で形成する。
その後、第2図(e)のように、誘電体層25をエッチン
グして、端面が光学膜22に密着し、ガイド溝5aに連
通する第1の光導波路1,、光学膜22とは反対側の角
形突片21の側面に端面が密着し、ガイド溝6aに連通
する第2の光導波路2及び第1の光導波路1から分岐
し、ガイド溝5bに通ずる第3の光導波路3をそれぞれ
形成する。
そして、それぞれの光導波路1,2,3の上面及び側面
をクラッド層で覆うものとする。
なお、保持ブロック5,6は、角形突片21をドライエ
ッチングする際に設けずに、誘電体層25を形成し、そ
れぞれの光導波路1,2,3をエッチングする時に、同
時に誘電体層25をエッチングして形成することもでき
る。
このようにして保持ブロック5,6を形成した方が、光
導波路とガイド溝との軸心の一致の精度が高い。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明の製造方法によれば、結合度
が安定で、結合損失が少なく、かつ所望の光学膜特性を
有する光デバイスが低コストで構成しうることになる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は本発明の製造方法によって形成された光デ
バイスの1例を示し、(b)はその要部の構成を示し、第
2図の(a),(b),(c),(d),(e)は光デバイスの本発明
の製造方法を工程順に示す図であり、第3図(a),(b)は
従来の製造方法による光デバイスの1例の斜視図であ
る。 図において、 1は第1の光導波路、 2は第2の光導波路、 3は第3の光導波路、 4,40は基板、 5,6は保持ブロック、 20は光学膜付突片、 21は角形突片、 22,12は光学膜をそれぞれ示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日下 敏 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−198408(JP,A) 特開 昭56−42202(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラス等の透明基板40の表面部分を、配
    置されるべき導波路上の所定位置の所望形状の角形突片
    21を少なくとも残してエッチング除去する工程、角形
    突片の1面上のみに光学膜22を被着し光学膜付突片2
    0を形成する工程、光学膜付突片を含む基板表面にクラ
    ッド層及びコア層を積層する工程、かかる積層をエッチ
    ングして光学膜付突片の光学膜面に一端が密着し基板上
    に延在する光導波路1,3と、光学膜の付着されていな
    い対向面に一端が密着し基板上に延在する光導波路2と
    を形成する工程及び各導波路の上面及び側面をクラッド
    層で覆う工程を含むことを特徴とする光デバイスの製造
    方法。
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