JPH0682325A - 光集積センサ - Google Patents
光集積センサInfo
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- JPH0682325A JPH0682325A JP26284492A JP26284492A JPH0682325A JP H0682325 A JPH0682325 A JP H0682325A JP 26284492 A JP26284492 A JP 26284492A JP 26284492 A JP26284492 A JP 26284492A JP H0682325 A JPH0682325 A JP H0682325A
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- waveguide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】小型且つ安定な性能を持つ光集積センサであ
る。 【構成】 基板１２上に、外部から印加された力によっ
て変形を生じることが可能な構造１４と、この変形を生
じることが可能な構造上に光波の偏向を行うための手段
１３とが形成されている。更に、この変形を生じること
が可能な構造１４に光波１６を入射する光源１１と、偏
向手段１３による偏向角を検出する光検出器１５とが構
成されている。変形を生じることが可能な構造１４の変
形に伴う偏向手段１３による偏向角θの変化を検出器１
５で検出することによって上記変形を検出する。
る。 【構成】 基板１２上に、外部から印加された力によっ
て変形を生じることが可能な構造１４と、この変形を生
じることが可能な構造上に光波の偏向を行うための手段
１３とが形成されている。更に、この変形を生じること
が可能な構造１４に光波１６を入射する光源１１と、偏
向手段１３による偏向角を検出する光検出器１５とが構
成されている。変形を生じることが可能な構造１４の変
形に伴う偏向手段１３による偏向角θの変化を検出器１
５で検出することによって上記変形を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧力等を検出する光集
積センサに関する。
積センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ダイヤフラムの変形を光学的に検
出することによって或る物理量の検出を行うセンサとし
て、図８に示すようなものがある。図８において、２組
のシングルモード光ファイバ７１を通して、ダイヤフラ
ム７２にレーザ７０からの光波を照射し、ダイヤフラム
７２で反射された光波を再びシングルモード光ファイバ
７１に導波させ、この反射光とシングルモード光ファイ
バ７１の端面で反射した光を干渉させる。ファイバカッ
プラ７３によって、干渉させた光波の強度を検出回路７
４で検出することにより、ダイヤフラム７２の変形量を
検出する。この構成を用いた圧力センサが次の文献に報
告されている（“Ａ Ｔｗｉｎ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍ
ｅｔｅｒ Ｆｉｂｅｒ−ｏｐｔｉｃ Ｒｅａｄｏｕｔ
Ｆｏｒ Ｄｉａｐｈｒａｇｍ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｔｒ
ａｎｓｄｕｃｅｒｓ” Ａｌｂｅｒｔ Ｍ．Ｙｏｕｎｇ
ｅｔ． ａｌ． ＩＥＥＥ Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ
Ｓｅｎｓｏｒ Ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒ Ｗｏｒｋ
ｓｈｏｐ， １９８８）。
出することによって或る物理量の検出を行うセンサとし
て、図８に示すようなものがある。図８において、２組
のシングルモード光ファイバ７１を通して、ダイヤフラ
ム７２にレーザ７０からの光波を照射し、ダイヤフラム
７２で反射された光波を再びシングルモード光ファイバ
７１に導波させ、この反射光とシングルモード光ファイ
バ７１の端面で反射した光を干渉させる。ファイバカッ
プラ７３によって、干渉させた光波の強度を検出回路７
４で検出することにより、ダイヤフラム７２の変形量を
検出する。この構成を用いた圧力センサが次の文献に報
告されている（“Ａ Ｔｗｉｎ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍ
ｅｔｅｒ Ｆｉｂｅｒ−ｏｐｔｉｃ Ｒｅａｄｏｕｔ
Ｆｏｒ Ｄｉａｐｈｒａｇｍ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｔｒ
ａｎｓｄｕｃｅｒｓ” Ａｌｂｅｒｔ Ｍ．Ｙｏｕｎｇ
ｅｔ． ａｌ． ＩＥＥＥ Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ
Ｓｅｎｓｏｒ Ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒ Ｗｏｒｋ
ｓｈｏｐ， １９８８）。
【０００３】
【発明が解決しようとしている課題】しかし、図８に示
すような構造では以下に示すような問題がある。第１
に、シングルモード光ファイバ７１から出射した光波を
ダイヤフラム７２で反射させた後、再びシングルモード
光ファイバ７１内に入射させる構成をしているので、反
射面の平坦性およびシングルモード光ファイバ７１の固
定方法等に厳しい精度が要求される。
すような構造では以下に示すような問題がある。第１
に、シングルモード光ファイバ７１から出射した光波を
ダイヤフラム７２で反射させた後、再びシングルモード
光ファイバ７１内に入射させる構成をしているので、反
射面の平坦性およびシングルモード光ファイバ７１の固
定方法等に厳しい精度が要求される。
【０００４】さらに図８に示すような構造では干渉効果
を用いて変位を検出しているので、光ファイバを用いた
干渉系が必要となり、構造が複雑となる。また、変位の
方向を決定するためには２組の干渉系が必要となる。
を用いて変位を検出しているので、光ファイバを用いた
干渉系が必要となり、構造が複雑となる。また、変位の
方向を決定するためには２組の干渉系が必要となる。
【０００５】また、光源７０、検出器７４を１枚の基板
上に集積化することができず、小型化に限界がある。
上に集積化することができず、小型化に限界がある。
【０００６】よって、本発明の目的は、上記の課題に鑑
み、光学系の調整が容易であり小型且つ安定な光集積セ
ンサを提供することにある。
み、光学系の調整が容易であり小型且つ安定な光集積セ
ンサを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の光集積センサにおいては、基板上に、光波の偏向を
行う為の偏向手段（回折を行うためのグレーティング
等）と、前記偏向手段の部分に変形を生じさせる構造が
形成され、同一基板上もしくは基板外に、偏向手段に光
波を入射する光源と、偏向手段による偏向角を検出する
光検出器が構成されており、上記の構成を用いることに
より、導波路などの変形に伴う偏向手段の偏向角の変化
を検出することによって導波路等の変形量を検出するこ
とを特徴としている。
明の光集積センサにおいては、基板上に、光波の偏向を
行う為の偏向手段（回折を行うためのグレーティング
等）と、前記偏向手段の部分に変形を生じさせる構造が
形成され、同一基板上もしくは基板外に、偏向手段に光
波を入射する光源と、偏向手段による偏向角を検出する
光検出器が構成されており、上記の構成を用いることに
より、導波路などの変形に伴う偏向手段の偏向角の変化
を検出することによって導波路等の変形量を検出するこ
とを特徴としている。
【０００８】より具体的には、前記外部から印加された
力によって変形を生じることが可能な構造は、ダイヤフ
ラム構造であったり、前記偏向角の変化は、光波の導波
路の変形によったり、 前記偏向手段は、光波の回折を
行う為のグレーティングや、溝であったり、 前記グレ
ーティングは、シングルモードスラブ導波路上に構成さ
れた導波型グレーティングであったり、前記グレーティ
ングによる回折角の変化は、光弾性効果によるグレーテ
ィングを形成している物質の屈折率変化によって生じた
り、前記光源と光検出器は前記偏向手段が形成されてい
る基板上に集積されていたり、外部から印加される力を
圧力差によって生じさせる圧力センサとして構成されて
いたり、前記偏向角を検出する光検出器は、ラインセン
サであったりする。
力によって変形を生じることが可能な構造は、ダイヤフ
ラム構造であったり、前記偏向角の変化は、光波の導波
路の変形によったり、 前記偏向手段は、光波の回折を
行う為のグレーティングや、溝であったり、 前記グレ
ーティングは、シングルモードスラブ導波路上に構成さ
れた導波型グレーティングであったり、前記グレーティ
ングによる回折角の変化は、光弾性効果によるグレーテ
ィングを形成している物質の屈折率変化によって生じた
り、前記光源と光検出器は前記偏向手段が形成されてい
る基板上に集積されていたり、外部から印加される力を
圧力差によって生じさせる圧力センサとして構成されて
いたり、前記偏向角を検出する光検出器は、ラインセン
サであったりする。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の第１実施例である光集積セン
サの上面図であり、図２は図１のＡ−Ａ′断面図であ
る。図１において、１１は光源であるレーザ、１２はシ
ングルモードスラブ導波路が構成されている基板、１３
は導波型グレーティング、１５は回折光を検出するライ
ンセンサである。
サの上面図であり、図２は図１のＡ−Ａ′断面図であ
る。図１において、１１は光源であるレーザ、１２はシ
ングルモードスラブ導波路が構成されている基板、１３
は導波型グレーティング、１５は回折光を検出するライ
ンセンサである。
【００１０】まず第１実施例のプロセス手順について説
明する。基板となるＳｉ基板１上に、ｐ+−Ｓｉ層２、
Ｓｉ層３をエピタキシャル成長させる。次にＳｉを加湿
酸化することによってクラッド層となるＳｉＯ2膜４の
一部を成膜する。さらに、基板１の底部にレジストを塗
布し、ダイヤフラム１４となる長方形のエッチングパタ
ーン（図１の１４と同形）をフォトリソグラフィ法によ
りそのレジストに転写する。そのレジストをマスクとし
て緩衝フッ酸を用いてＳｉＯ2層をエッチングし、さら
にエッチングしたＳｉＯ2層をマスクとしてＳｉ１を異
方性エッチングすることによって、導波路に変形を与え
るダイヤフラム１４を形成した。このとき、導波路とな
るＳｉＯ2膜４を保護するために、Ｃｒ膜をＳｉＯ2膜４
上に置いている。Ｃｒ保護膜除去後、クラッド層を構成
するＳｉＯ2膜４、導波層となるガラス薄膜５をスパッ
タ法により順に成膜した。最後に、導波層５にグレーテ
ィングパターンをフォトリソグラフィ法により形成し、
反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法によって導波層５
をエッチングし、導波型グレーティング１３を形成した
（図２参照）。
明する。基板となるＳｉ基板１上に、ｐ+−Ｓｉ層２、
Ｓｉ層３をエピタキシャル成長させる。次にＳｉを加湿
酸化することによってクラッド層となるＳｉＯ2膜４の
一部を成膜する。さらに、基板１の底部にレジストを塗
布し、ダイヤフラム１４となる長方形のエッチングパタ
ーン（図１の１４と同形）をフォトリソグラフィ法によ
りそのレジストに転写する。そのレジストをマスクとし
て緩衝フッ酸を用いてＳｉＯ2層をエッチングし、さら
にエッチングしたＳｉＯ2層をマスクとしてＳｉ１を異
方性エッチングすることによって、導波路に変形を与え
るダイヤフラム１４を形成した。このとき、導波路とな
るＳｉＯ2膜４を保護するために、Ｃｒ膜をＳｉＯ2膜４
上に置いている。Ｃｒ保護膜除去後、クラッド層を構成
するＳｉＯ2膜４、導波層となるガラス薄膜５をスパッ
タ法により順に成膜した。最後に、導波層５にグレーテ
ィングパターンをフォトリソグラフィ法により形成し、
反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法によって導波層５
をエッチングし、導波型グレーティング１３を形成した
（図２参照）。
【００１１】ここで、動作について説明する。外部に置
いたレーザ１１により導波層５に光波１６を導波させ
る。光波１６は導波型グレーティング１３によって、 θ＝Ｓｉｎ-1［１／２β・２π／Λ］ を満たす角θで回折される（図１参照）。ここで、βは
導波路伝搬定数、Λはグレーティング１３の周期であ
る。今、ダイヤフラム１４にたわみ等の変形が生じる
と、ひずみによる光弾性効果によってＳｉＯ2クラッド
層４、ガラス薄膜導波層５の屈折率が変化し、それによ
り導波路の伝搬定数βが変化する。さらにグレーティン
グ１３の周期Λもひずみによって変化する。すなわち、
ダイヤフラム１４の変形量に応じて光波１６の回折角θ
が変化することになる。そこで、ラインセンサ１５によ
って検出される回折光１７の位置によって回折角θの量
を求めることにより、ダイヤフラム１４の変形量を検出
することができる。
いたレーザ１１により導波層５に光波１６を導波させ
る。光波１６は導波型グレーティング１３によって、 θ＝Ｓｉｎ-1［１／２β・２π／Λ］ を満たす角θで回折される（図１参照）。ここで、βは
導波路伝搬定数、Λはグレーティング１３の周期であ
る。今、ダイヤフラム１４にたわみ等の変形が生じる
と、ひずみによる光弾性効果によってＳｉＯ2クラッド
層４、ガラス薄膜導波層５の屈折率が変化し、それによ
り導波路の伝搬定数βが変化する。さらにグレーティン
グ１３の周期Λもひずみによって変化する。すなわち、
ダイヤフラム１４の変形量に応じて光波１６の回折角θ
が変化することになる。そこで、ラインセンサ１５によ
って検出される回折光１７の位置によって回折角θの量
を求めることにより、ダイヤフラム１４の変形量を検出
することができる。
【００１２】また、グレーティング周期Λ、屈折率とも
変形の方向によって変化量の符号が異なる。すなわち、
ダイヤフラム１４が基板１２に対して凸型に変形した時
と、凹型に変形した時とでは回折角θの変化する方向が
逆になるため、１つの光波を用いるだけで変形量と変形
の方向を検出することができる。
変形の方向によって変化量の符号が異なる。すなわち、
ダイヤフラム１４が基板１２に対して凸型に変形した時
と、凹型に変形した時とでは回折角θの変化する方向が
逆になるため、１つの光波を用いるだけで変形量と変形
の方向を検出することができる。
【００１３】本実施例では、光波１６をレーザ光源１１
からセンサ部の端面に直接入射させているが、センサ部
の端面に接着した光ファイバや、先球ファイバを通じて
入射することも可能である。このような構成にすること
により、比較的容易に安定な光波の入射を実現すること
ができる。
からセンサ部の端面に直接入射させているが、センサ部
の端面に接着した光ファイバや、先球ファイバを通じて
入射することも可能である。このような構成にすること
により、比較的容易に安定な光波の入射を実現すること
ができる。
【００１４】
【他の実施例】図３は本発明の第２実施例を示す。第２
実施例は基板上に反射型のグレーティングを形成した例
である。基板の水平方向の構成は図１と同じである。ま
た図３において、３１から３４は第１実施例と同様なプ
ロセスで構成されたＳｉ、ｐ+−Ｓｉ、Ｓｉ、ＳｉＯ2で
あり、３５は金属等反射率の高い材料で形成されたグレ
ーティングである。
実施例は基板上に反射型のグレーティングを形成した例
である。基板の水平方向の構成は図１と同じである。ま
た図３において、３１から３４は第１実施例と同様なプ
ロセスで構成されたＳｉ、ｐ+−Ｓｉ、Ｓｉ、ＳｉＯ2で
あり、３５は金属等反射率の高い材料で形成されたグレ
ーティングである。
【００１５】次に動作について説明する。光源であるレ
ーザ３６から入射した光波３８は、反射型グレーティン
グ３５によって光波３９に回折される。今、ダイヤフラ
ムにたわみが生じたとするとグレーティング３５の周期
が変化し、周期の変化量に応じて回折角θが変化する。
そこで、基板外に設けたラインセンサ３７によって検出
される光波３９の位置によって回折角θを検出すること
により、ダイヤフラムの変形量を検出することができ
る。また、第１実施例と同様、ダイヤフラムの変形の方
向によってグレーティング３５の周期の変化量の符号が
異なるので、１つの光源３６を用いるだけで正負の変形
量を検出することができる。
ーザ３６から入射した光波３８は、反射型グレーティン
グ３５によって光波３９に回折される。今、ダイヤフラ
ムにたわみが生じたとするとグレーティング３５の周期
が変化し、周期の変化量に応じて回折角θが変化する。
そこで、基板外に設けたラインセンサ３７によって検出
される光波３９の位置によって回折角θを検出すること
により、ダイヤフラムの変形量を検出することができ
る。また、第１実施例と同様、ダイヤフラムの変形の方
向によってグレーティング３５の周期の変化量の符号が
異なるので、１つの光源３６を用いるだけで正負の変形
量を検出することができる。
【００１６】図４は本発明の第３実施例を示す。第３実
施例は基板上に透過型のグレーティング４３を形成した
例を示している。第１、第２実施例と同様、グレーティ
ング４３を形成しているダイヤフラムの変形量に応じて
光源４４からの光波４６の回折角θが変化する。よっ
て、基板外に設けたラインセンサ４５によって検出され
る光波４７の位置によって回折角θを検出することによ
り、ダイヤフラムの変形量を検出することができる。な
お、図４において、４２は第１実施例と同様なプロセス
で構成されたＳｉＯ2である。
施例は基板上に透過型のグレーティング４３を形成した
例を示している。第１、第２実施例と同様、グレーティ
ング４３を形成しているダイヤフラムの変形量に応じて
光源４４からの光波４６の回折角θが変化する。よっ
て、基板外に設けたラインセンサ４５によって検出され
る光波４７の位置によって回折角θを検出することによ
り、ダイヤフラムの変形量を検出することができる。な
お、図４において、４２は第１実施例と同様なプロセス
で構成されたＳｉＯ2である。
【００１７】図５は本発明の第４実施例を示す。第４実
施例は本発明を圧力センサとして応用した例である。図
６は図５のＢ−Ｂ′断面を示している。また、図５のＡ
−Ａ′断面は、図２と同じ構成となっている。
施例は本発明を圧力センサとして応用した例である。図
６は図５のＢ−Ｂ′断面を示している。また、図５のＡ
−Ａ′断面は、図２と同じ構成となっている。
【００１８】図５において、５１は、Ｓｉ上に有機金属
気相エピタキシ（ＭＯＶＰＥ）法などによってセンサと
同一基板上に構成した半導体レーザ、５２、５３、５４
はそれぞれ図１の１２、１３、１４と同じ構造を持つ基
板、グレーティング、ダイヤフラム、５５は基板上に構
成されたラインセンサである。
気相エピタキシ（ＭＯＶＰＥ）法などによってセンサと
同一基板上に構成した半導体レーザ、５２、５３、５４
はそれぞれ図１の１２、１３、１４と同じ構造を持つ基
板、グレーティング、ダイヤフラム、５５は基板上に構
成されたラインセンサである。
【００１９】また図６において、６１〜６５は半導体レ
ーザを形成しており、６１は基板となるＧａＡｓ層、６
２は第１クラッド層となるＡｌＧａＡｓ層、６３は活性
層となるＧａＡｓ層、６４は第２クラッド層となるＡｌ
ＧａＡｓ層、６５は上部電極、６６は下部電極である。
また、６７は圧力センサを固定する支持台である。
ーザを形成しており、６１は基板となるＧａＡｓ層、６
２は第１クラッド層となるＡｌＧａＡｓ層、６３は活性
層となるＧａＡｓ層、６４は第２クラッド層となるＡｌ
ＧａＡｓ層、６５は上部電極、６６は下部電極である。
また、６７は圧力センサを固定する支持台である。
【００２０】次に動作について説明する。半導体レーザ
５１によって導波層５に入射した光波５６は、導波型グ
レーティング５３によって、 θ＝Ｓｉｎ-1［１／２β・２π／Λ］ を満たす角θで回折される。今、ダイヤフラム５４の下
部にある空洞４８の圧力と基板上部の圧力に差が生じた
とすると、圧力差に応じてダイヤフラム５４に変形が生
じる。それにより光弾性効果によってクラッド層４と導
波層５の屈折率が変化し、導波路の伝搬定数βが変化す
る。さらに、ダイヤフラム５４の変形に応じてグレーテ
ィング５３の周期Λも変化する。これにより、圧力差に
応じて回折光５７の回折角θが変化する。そこで、ライ
ンセンサ５５によって回折光５７の回折角θを検出する
ことによってダイヤフラム５４の上部と下部の圧力差を
検出することができる。
５１によって導波層５に入射した光波５６は、導波型グ
レーティング５３によって、 θ＝Ｓｉｎ-1［１／２β・２π／Λ］ を満たす角θで回折される。今、ダイヤフラム５４の下
部にある空洞４８の圧力と基板上部の圧力に差が生じた
とすると、圧力差に応じてダイヤフラム５４に変形が生
じる。それにより光弾性効果によってクラッド層４と導
波層５の屈折率が変化し、導波路の伝搬定数βが変化す
る。さらに、ダイヤフラム５４の変形に応じてグレーテ
ィング５３の周期Λも変化する。これにより、圧力差に
応じて回折光５７の回折角θが変化する。そこで、ライ
ンセンサ５５によって回折光５７の回折角θを検出する
ことによってダイヤフラム５４の上部と下部の圧力差を
検出することができる。
【００２１】本実施例の場合、入射光５６、回折光５７
は導波路内でビーム径が広がるので、精密な測定を行う
為の導波型のレンズを設けても良い（不図示）。
は導波路内でビーム径が広がるので、精密な測定を行う
為の導波型のレンズを設けても良い（不図示）。
【００２２】また、第１実施例と同様、変形の方向によ
って回折角の変化量の符号が異なるので、１つの光源の
みで陽圧、負圧の識別をすることが可能である。
って回折角の変化量の符号が異なるので、１つの光源の
みで陽圧、負圧の識別をすることが可能である。
【００２３】さらに第４実施例の構成では、光源となる
半導体レーザ５１とセンサ部、および光検出部となるラ
インセンサ５５を１枚のＳｉ基板１上に集積しているの
で、センサ全体の小型化が実現されている。また、光源
とセンサ部を集積化する構成をしているので、光波５６
を入射するための光軸合わせが不要となり、導波路へ安
定且つ容易に光波を入射することが可能となっている。
半導体レーザ５１とセンサ部、および光検出部となるラ
インセンサ５５を１枚のＳｉ基板１上に集積しているの
で、センサ全体の小型化が実現されている。また、光源
とセンサ部を集積化する構成をしているので、光波５６
を入射するための光軸合わせが不要となり、導波路へ安
定且つ容易に光波を入射することが可能となっている。
【００２４】また、第４実施例において、グレーティン
グ５３に変形を生じさせる力が圧力差である圧力センサ
について示したが、本発明はこれに限るものではなく、
変位等グレーティングに変形を生じさせる物理量の検出
一般に応用可能であることは言うまでもない。
グ５３に変形を生じさせる力が圧力差である圧力センサ
について示したが、本発明はこれに限るものではなく、
変位等グレーティングに変形を生じさせる物理量の検出
一般に応用可能であることは言うまでもない。
【００２５】第１、第４実施例においては、導波路を構
成する材料はクラッド層にＳｉＯ2、導波層にガラスと
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｓｉ
上に成膜可能な材料であれば何でも良い。この場合、ク
ラッド層に用いる材料の屈折率を、導波層に用いる材料
の屈折率より低くすることが必要なのは言うまでもな
い。また、用いる光源の波長に対して透明な物質である
ほうが良い。
成する材料はクラッド層にＳｉＯ2、導波層にガラスと
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｓｉ
上に成膜可能な材料であれば何でも良い。この場合、ク
ラッド層に用いる材料の屈折率を、導波層に用いる材料
の屈折率より低くすることが必要なのは言うまでもな
い。また、用いる光源の波長に対して透明な物質である
ほうが良い。
【００２６】本発明は、更に、光波の偏向手段として、
グレーティングの他に図７（ａ）、（ｂ）に示す様な溝
構造６８、６９を用いるものにも適用できる。図７
（ａ）、（ｂ）は夫々平面図と断面図であり、前者の例
ではダイヤフラム１４の変形に従って光波は水平方向で
偏向角が変化し、後者の例では垂直方向で偏向角が変化
する（Δθで示す）。光検出、光導波などについては第
１実施例等と同じである。
グレーティングの他に図７（ａ）、（ｂ）に示す様な溝
構造６８、６９を用いるものにも適用できる。図７
（ａ）、（ｂ）は夫々平面図と断面図であり、前者の例
ではダイヤフラム１４の変形に従って光波は水平方向で
偏向角が変化し、後者の例では垂直方向で偏向角が変化
する（Δθで示す）。光検出、光導波などについては第
１実施例等と同じである。
【００２７】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、シ
ングルモード導波路上などに構成された導波型グレーテ
ィングなど（偏向手段）と前記導波型グレーティング部
などに変形を生じさせる構造が形成されており、基板外
部もしくは同一基板上に、光源と前記グレーティングな
どの回折角ないし偏向角を検出する光検出器を構成して
いるので、光学系の調整が容易な光集積センサを実現す
ることができる。また、半導体レーザの様な光源と、ラ
インセンサのような光検出器をセンサ部と同一基板上に
集積することが可能であるので、小型且つ安定な光集積
センサを実現することが可能となる。
ングルモード導波路上などに構成された導波型グレーテ
ィングなど（偏向手段）と前記導波型グレーティング部
などに変形を生じさせる構造が形成されており、基板外
部もしくは同一基板上に、光源と前記グレーティングな
どの回折角ないし偏向角を検出する光検出器を構成して
いるので、光学系の調整が容易な光集積センサを実現す
ることができる。また、半導体レーザの様な光源と、ラ
インセンサのような光検出器をセンサ部と同一基板上に
集積することが可能であるので、小型且つ安定な光集積
センサを実現することが可能となる。
【図１】本発明の第１実施例を示す平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ´断面図。
【図３】本発明の第２実施例を示す断面図。
【図４】本発明の第３実施例を示す断面図。
【図５】本発明の第４実施例を示す平面図。
【図６】図５のＢ−Ｂ´断面図。
【図７】本発明の更なる他の実施例の部分平面と断面を
図。
図。
【図８】従来例を示す図。
１，３１，４１ 基板 ２，３２ ｐ+−Ｓｉ層 ３，３３ Ｓｉ層 ４ クラッド層 ５ 導波層 １１，３６，４４，５１ 光源 １２，５２ センサ部を構成する基板 １３，５３ 導波型グレーティング １４，５４ グレーティングに変形を生じさせ
るダイヤフラム １５，３７，，４５，５５ ラインセンサ ３５ グレーティング金属膜 ４２ ＳｉＯ2層 ４８ 空洞 ６１ ＧａＡｓ層 ６２，６４ ＡｌＧａＡｓ層 ６３ 活性層となるＧａＡｓ層 ６５，６６ 電極 ６７ 支持台
るダイヤフラム １５，３７，，４５，５５ ラインセンサ ３５ グレーティング金属膜 ４２ ＳｉＯ2層 ４８ 空洞 ６１ ＧａＡｓ層 ６２，６４ ＡｌＧａＡｓ層 ６３ 活性層となるＧａＡｓ層 ６５，６６ 電極 ６７ 支持台
Claims (10)
- 【請求項１】 基板上に、少なくとも１つの外部から印
加された力によって変形を生じることが可能な構造と、
前記変形を生じることが可能な構造上に光波の偏向を行
うための手段とが形成されており、さらに前記変形を生
じることが可能な構造に光波を入射する光源と、前記偏
向手段による偏向角を検出する光検出器とが構成されて
おり、前記変形を生じることが可能な構造の変形に伴う
前記偏向手段による偏向角の変化を前記検出器で検出す
ることによって前記変形を検出することを特徴とする光
集積センサ。 - 【請求項２】 前記外部から印加された力によって変形
を生じることが可能な構造は、ダイヤフラム構造である
ことを特徴とする請求項１記載の光集積センサ。 - 【請求項３】 前記偏向角の変化は、光波の導波路の変
形によることを特徴とする請求項１記載の光集積セン
サ。 - 【請求項４】 前記偏向手段は光波の回折を行う為のグ
レーティングであることを特徴とする請求項１記載の光
集積センサ。 - 【請求項５】 前記グレーティングは、シングルモード
スラブ導波路上に構成された導波型グレーティングであ
ることを特徴とする請求項４記載の光集積センサ。 - 【請求項６】 前記グレーティングによる回折角の変化
は、光弾性効果によるグレーティングを形成している物
質の屈折率変化によって生じることを特徴とする請求項
４記載の光集積センサ。 - 【請求項７】 前記光源と光検出器は前記偏向手段が形
成されている基板上に集積されていることを特徴とする
請求項１記載の光集積センサ。 - 【請求項８】 外部から印加される力を圧力差によって
生じさせる圧力センサとして構成されていることを特徴
とする請求項１記載の光集積センサ。 - 【請求項９】 前記偏向角を検出する光検出器は、ライ
ンセンサであることを特徴とする請求項１記載の光集積
センサ。 - 【請求項１０】 前記偏向手段は光波の偏向を行う為の
溝構造であることを特徴とする請求項１記載の光集積セ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26284492A JPH0682325A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 光集積センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26284492A JPH0682325A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 光集積センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0682325A true JPH0682325A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=17381407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26284492A Pending JPH0682325A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 光集積センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682325A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005203944A (ja) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Toshiba Corp | 光マイクロフォン及びその製造方法 |
| CN112368556A (zh) * | 2018-04-16 | 2021-02-12 | ams国际有限公司 | 光子器件、光子器件操作方法以及光子器件制造方法 |
-
1992
- 1992-09-04 JP JP26284492A patent/JPH0682325A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005203944A (ja) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Toshiba Corp | 光マイクロフォン及びその製造方法 |
| CN112368556A (zh) * | 2018-04-16 | 2021-02-12 | ams国际有限公司 | 光子器件、光子器件操作方法以及光子器件制造方法 |
| US11906385B2 (en) | 2018-04-16 | 2024-02-20 | Ams International Ag | Photonic device, method for operating a photonic device and method for manufacturing a photonic device |
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