JPH0688915A - プレ−ナ光導波路およびその製造方法 - Google Patents
プレ−ナ光導波路およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH0688915A JPH0688915A JP5056316A JP5631693A JPH0688915A JP H0688915 A JPH0688915 A JP H0688915A JP 5056316 A JP5056316 A JP 5056316A JP 5631693 A JP5631693 A JP 5631693A JP H0688915 A JPH0688915 A JP H0688915A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- planar optical
- optical waveguide
- region
- planar
- index
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2808—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using a mixing element which evenly distributes an input signal over a number of outputs
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2817—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using reflective elements to split or combine optical signals
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12035—Materials
- G02B2006/12061—Silicon
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12083—Constructional arrangements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12166—Manufacturing methods
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 例えばレンズ、回折格子、マイクロプリスム
のようなプレ−ナ光部品または要素を１つまたは数個含
んだ集積されたプレ−ナ光導波路を提供することを目的
とする。 【構成】 プレ−ナ光導波路が基体１、導波路コア層
２、少なくとも１つのプレ−ナ光要素を具備しており、
そのプレ−ナ光要素は空洞４に隣接した少なくとも１つ
の光学的に機能する境界面３と、オ−バ−クラッド層５
を具備している。前記空洞は前記導波路コア層の屈折率
に比較して屈折率の差が実質的に大きいから、前記プレ
−ナ光要素の光学的性能を高める作用をする。また、こ
のようなプレ−ナ光導波路を製造する方法も開示されて
いる。
のようなプレ−ナ光部品または要素を１つまたは数個含
んだ集積されたプレ−ナ光導波路を提供することを目的
とする。 【構成】 プレ−ナ光導波路が基体１、導波路コア層
２、少なくとも１つのプレ−ナ光要素を具備しており、
そのプレ−ナ光要素は空洞４に隣接した少なくとも１つ
の光学的に機能する境界面３と、オ−バ−クラッド層５
を具備している。前記空洞は前記導波路コア層の屈折率
に比較して屈折率の差が実質的に大きいから、前記プレ
−ナ光要素の光学的性能を高める作用をする。また、こ
のようなプレ−ナ光導波路を製造する方法も開示されて
いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は特定の部品を含んだプレ
−ナ光導波路、またはプレ−ナ光素子に関する。
−ナ光導波路、またはプレ−ナ光素子に関する。
【０００２】この明細書で用いられているプレ−ナ光素
子という用語は、レンズ、回折格子、およびマイクロプ
リズムを含んで、プレ−ナ光導波路の光通路に形成され
る任意の集積光素子を意味するものとして定義される。
子という用語は、レンズ、回折格子、およびマイクロプ
リズムを含んで、プレ−ナ光導波路の光通路に形成され
る任意の集積光素子を意味するものとして定義される。
【０００３】
【従来の技術】プレ−ナ集積光装置にプレ−ナ光素子を
作成するための幾つかの技法が知られている。これらの
方法は測地部品（例えば米国特許４７１２８５６号参
照）、フレネル・レンズ（例えば、Suhara et al. "Gra
ded-Index Fresnel Lenses for Integrated Optics", A
pplied Optics, vol. 21, no. 11, pp. 1966-71, June
1,1982 参照）、ルネベルグ・レンズ（例えば、Columbi
ni, "Design of Thin-film Luneberg-type Lenses for
Maximum Focal Length Control", Applied Optics, vo
l. 20, no. 20, pp. 3589-93, October 5, 1981 参
照）、および回折格子レンズ（例えば、Hatakoshi et a
l., "Waveguide Grating Lenses for Optical Coupler
s", applied Optics, vol. 23, no. 11, pp. 1749-53,
June 1, 1984 参照）を含む。プレ−ナ光導波路および
それの構成要素がポリマ−を用いて作成される他の技法
も開発されている（例えばヨ−ロッパ特許公報第0 446
672号参照）。さらに他の技法は高屈折率プレ−ナ導波
路に埋設された低屈折率レンズ材料を用いることを含む
（例えば、Minot et al., "A New Guided-Wave Lens St
ructure", Journal of Lightwave Technology, vo. 8,
no. 12, pages 1856-65, December, 1990）。
作成するための幾つかの技法が知られている。これらの
方法は測地部品（例えば米国特許４７１２８５６号参
照）、フレネル・レンズ（例えば、Suhara et al. "Gra
ded-Index Fresnel Lenses for Integrated Optics", A
pplied Optics, vol. 21, no. 11, pp. 1966-71, June
1,1982 参照）、ルネベルグ・レンズ（例えば、Columbi
ni, "Design of Thin-film Luneberg-type Lenses for
Maximum Focal Length Control", Applied Optics, vo
l. 20, no. 20, pp. 3589-93, October 5, 1981 参
照）、および回折格子レンズ（例えば、Hatakoshi et a
l., "Waveguide Grating Lenses for Optical Coupler
s", applied Optics, vol. 23, no. 11, pp. 1749-53,
June 1, 1984 参照）を含む。プレ−ナ光導波路および
それの構成要素がポリマ−を用いて作成される他の技法
も開発されている（例えばヨ−ロッパ特許公報第0 446
672号参照）。さらに他の技法は高屈折率プレ−ナ導波
路に埋設された低屈折率レンズ材料を用いることを含む
（例えば、Minot et al., "A New Guided-Wave Lens St
ructure", Journal of Lightwave Technology, vo. 8,
no. 12, pages 1856-65, December, 1990）。
【０００４】測地レンズはプレ−ナ光導波路の頂部にお
ける表面くぼみを特徴とする。測地レンズにおける１つ
の問題は、この表面くぼみの作成時に厳密な制御を必要
とすることである。作成時におけるこの厳密な制御は遷
移点における散乱損失を最小値におさえるために必要と
される。また、測地レンズはその上に付加的な材料の層
が沈積される必要がある場合には適当でないことがあり
うる。
ける表面くぼみを特徴とする。測地レンズにおける１つ
の問題は、この表面くぼみの作成時に厳密な制御を必要
とすることである。作成時におけるこの厳密な制御は遷
移点における散乱損失を最小値におさえるために必要と
される。また、測地レンズはその上に付加的な材料の層
が沈積される必要がある場合には適当でないことがあり
うる。
【０００５】ルネベルグ・レンズは測地レンズの小分類
であって、プレ−ナ光導波路基体より高い屈折率を有す
るレンズ材料を用いることを必要とする。これは、プレ
−ナ光導波路基体の屈折率によっては、特にプレ−ナ光
導波路基体の屈折率が比較的高い場合には、困難である
ことがありうる。また、ルネベルグ・レンズは沈積厚み
分布の小さな変化に対して極端に敏感である。
であって、プレ−ナ光導波路基体より高い屈折率を有す
るレンズ材料を用いることを必要とする。これは、プレ
−ナ光導波路基体の屈折率によっては、特にプレ−ナ光
導波路基体の屈折率が比較的高い場合には、困難である
ことがありうる。また、ルネベルグ・レンズは沈積厚み
分布の小さな変化に対して極端に敏感である。
【０００６】フレネル・レンズはバルク・オプティック
ス（bulk optics）におけるゾ−ン・プレ−ト（zone pl
ates）に類似しており、所望の集束効果を得るために移
相（phase shifting）および／または吸収に依存してい
る。この移相は、プレ−ナ光導波路に適用される一連の
半周期ゾ−ンを通じて得られる。フレネル・レンズは許
容できない程度の波長感応度を呈示し、かつオ−バ−ク
ラッド問題も解決されていない。また、フレネル・レン
ズは、回折格子レンズと同様に、軸外し性能（off-axis
performance）が劣悪であり、かつ色収差が大きい。フ
レネル・レンズの半周期ゾ−ンの作成は制御が困難であ
る。プレ−ナ光導波路においてフレネル・レンズを使用
することに関してのさらに詳細な論述については、Ashl
ey etal., "Fresnel Lens in a Thin-film Waveguide",
Applied Physics Letters, vol. 33, pages 490-92, S
eptember 15, 1978を参照されたい。
ス（bulk optics）におけるゾ−ン・プレ−ト（zone pl
ates）に類似しており、所望の集束効果を得るために移
相（phase shifting）および／または吸収に依存してい
る。この移相は、プレ−ナ光導波路に適用される一連の
半周期ゾ−ンを通じて得られる。フレネル・レンズは許
容できない程度の波長感応度を呈示し、かつオ−バ−ク
ラッド問題も解決されていない。また、フレネル・レン
ズは、回折格子レンズと同様に、軸外し性能（off-axis
performance）が劣悪であり、かつ色収差が大きい。フ
レネル・レンズの半周期ゾ−ンの作成は制御が困難であ
る。プレ−ナ光導波路においてフレネル・レンズを使用
することに関してのさらに詳細な論述については、Ashl
ey etal., "Fresnel Lens in a Thin-film Waveguide",
Applied Physics Letters, vol. 33, pages 490-92, S
eptember 15, 1978を参照されたい。
【０００７】上記ヨ−ロッパ特許公報第0 446 672号は
エポキシ・ポリマ−材料からプレ−ナ光導波路を作成す
ることに関するものである。上記ヨ−ロッパ特許公報に
おけるプレ−ナ光導波路は、ポリマ−が分解しはじめる
温度である約230℃以上では光損失が急激に増加した。
上記ヨ−ロッパ特許公報において調査された唯一のプレ
−ナ構造はプレ−ナ導波路と「シャ−プ・コ−ナ
−」（"charp-corner"）導波路ベンドの相互接続であっ
た。上記ヨ−ロッパ特許公報におけるポリマ−をベ−ス
とした導波路はまったくオ−バ−クラッドを設けられて
いなかった。このため、プレ−ナ導波路全体にわたるク
ラッドとして空気を生じた。これは、通信に用いられる
種類の単一モ−ドおよび多モ−ドのファイバに適合し得
ない屈折率差の非常に大きい構造を生ずることになるで
あろう。
エポキシ・ポリマ−材料からプレ−ナ光導波路を作成す
ることに関するものである。上記ヨ−ロッパ特許公報に
おけるプレ−ナ光導波路は、ポリマ−が分解しはじめる
温度である約230℃以上では光損失が急激に増加した。
上記ヨ−ロッパ特許公報において調査された唯一のプレ
−ナ構造はプレ−ナ導波路と「シャ−プ・コ−ナ
−」（"charp-corner"）導波路ベンドの相互接続であっ
た。上記ヨ−ロッパ特許公報におけるポリマ−をベ−ス
とした導波路はまったくオ−バ−クラッドを設けられて
いなかった。このため、プレ−ナ導波路全体にわたるク
ラッドとして空気を生じた。これは、通信に用いられる
種類の単一モ−ドおよび多モ−ドのファイバに適合し得
ない屈折率差の非常に大きい構造を生ずることになるで
あろう。
【０００８】上記Minot et al.の論文はプレ−ナ導波路
の屈折率より低い屈折率を有するレンズ材料を使用する
ことに関する。そのプレ−ナ導波路は高屈折率III-V化
合物から作成された。レンズ導波要素としてコ−ニング
７０５９ガラスを用いることによって、上記Minot et a
l.の論文のものではレンズ領域と主体導波路との間に比
較的大きい屈折率差を得ることができた。これにより、
従来可能であったものよりも良好な軸外れ性能、より小
さい色収差、およびより高い偏波依存性を有するレンズ
が得られた。しかし、上記Minot et al.の論文のもの
は、III-V化合物（例えばGaAs）に適用できるにすぎ
ず、コ−ニング７０５９ガラスとシリカまたはド−プさ
れたシリカ材料との間の屈折率差がコ−ニング７０５９
ガラスと高屈折率III-V化合物との間の屈折率差より実
質的に小さいから、通信の分野で広く用いられているも
のようなSiO2またはド−プしたSiO2をベ−スにしたプレ
−ナ導波路では同様の結果は得られないであろう。ま
た、上記Minot et al.の論文はオ−バ−クラッド層を設
けることを開示していない。これがため、プレ−ナ光導
波路の全体の光通路にわたって屈折率差の非常に大きい
構造をなるであろうし、また大きい光損失およびモ−ド
・フィ−ルド直径の不整合（ミスマッチ）のために、通
信で用いられている種類の単一モ−ドや多モ−ドのファ
イバには適合し得ないであろう。さらに、オ−バ−クラ
ッド層が存在していにあがために、プレ−ナ光導波路に
隣接した媒体に変化を生じ、コア層内での光の伝播に影
響を及ぼすとともに、コア層を機械的破損の危険にさら
すことになるであろう。
の屈折率より低い屈折率を有するレンズ材料を使用する
ことに関する。そのプレ−ナ導波路は高屈折率III-V化
合物から作成された。レンズ導波要素としてコ−ニング
７０５９ガラスを用いることによって、上記Minot et a
l.の論文のものではレンズ領域と主体導波路との間に比
較的大きい屈折率差を得ることができた。これにより、
従来可能であったものよりも良好な軸外れ性能、より小
さい色収差、およびより高い偏波依存性を有するレンズ
が得られた。しかし、上記Minot et al.の論文のもの
は、III-V化合物（例えばGaAs）に適用できるにすぎ
ず、コ−ニング７０５９ガラスとシリカまたはド−プさ
れたシリカ材料との間の屈折率差がコ−ニング７０５９
ガラスと高屈折率III-V化合物との間の屈折率差より実
質的に小さいから、通信の分野で広く用いられているも
のようなSiO2またはド−プしたSiO2をベ−スにしたプレ
−ナ導波路では同様の結果は得られないであろう。ま
た、上記Minot et al.の論文はオ−バ−クラッド層を設
けることを開示していない。これがため、プレ−ナ光導
波路の全体の光通路にわたって屈折率差の非常に大きい
構造をなるであろうし、また大きい光損失およびモ−ド
・フィ−ルド直径の不整合（ミスマッチ）のために、通
信で用いられている種類の単一モ−ドや多モ−ドのファ
イバには適合し得ないであろう。さらに、オ−バ−クラ
ッド層が存在していにあがために、プレ−ナ光導波路に
隣接した媒体に変化を生じ、コア層内での光の伝播に影
響を及ぼすとともに、コア層を機械的破損の危険にさら
すことになるであろう。
【０００９】プレ−ナ光導波路におけるプレ−ナ光要素
を作成するための他の技法も開発されている。
を作成するための他の技法も開発されている。
【００１０】米国特許第４５４７２６２号はLiTaO3の基
体上にプレ−ナ光導波路を作成する方法を開示してい
る。その方法は予め定められた光学的幾何学形状を得る
ためにイオン交換技術によって基体材料の屈折率を選択
的に修正している。しかし、この米国特許はオ−バ−ク
ラッド層を用いることについては開示していない。従っ
て、この方法によって作成されたプレ−ナ光導波路は全
体の光通路にわたって屈折率差の非常に大きい構造を有
し、通信で使用される種類の単一モ−ドや多モ−ドのフ
ァイバには適合し得ないであろう。
体上にプレ−ナ光導波路を作成する方法を開示してい
る。その方法は予め定められた光学的幾何学形状を得る
ためにイオン交換技術によって基体材料の屈折率を選択
的に修正している。しかし、この米国特許はオ−バ−ク
ラッド層を用いることについては開示していない。従っ
て、この方法によって作成されたプレ−ナ光導波路は全
体の光通路にわたって屈折率差の非常に大きい構造を有
し、通信で使用される種類の単一モ−ドや多モ−ドのフ
ァイバには適合し得ないであろう。
【００１１】米国特許第４１４１６２１号はNb2O5で作
成されるプレ−ナ光導波路を製造する方法を開示してい
る。TiO2の層が２つのNb2O5層の間に配置される。TiO2
層は上部のNb2O5層をより正確にエッチングできるよう
にするためのエッチ・ストップ（etch stop）の機能を
はたす。上部のNb2O5層ををエッチングすることによっ
て、エッチングされる領域の実効屈折率が修正される。
この米国特許はこの方法における問題点、すなわちTiO2
層を付加したことの影響を開示して、第３欄３３〜３８
行目で「ストップ・エッチ目的のためにTiO2層を導入す
ることによって導波路損失の増加を生ずるとともに、他
の伝播特性の幾つかにも影響を及ぼすことになる。従っ
て、TiO2はできるだけ薄く保たれなければならず、しか
も効果的なストップ・エッチ特性を与えるものでなけれ
ばなあない」と記述している。
成されるプレ−ナ光導波路を製造する方法を開示してい
る。TiO2の層が２つのNb2O5層の間に配置される。TiO2
層は上部のNb2O5層をより正確にエッチングできるよう
にするためのエッチ・ストップ（etch stop）の機能を
はたす。上部のNb2O5層ををエッチングすることによっ
て、エッチングされる領域の実効屈折率が修正される。
この米国特許はこの方法における問題点、すなわちTiO2
層を付加したことの影響を開示して、第３欄３３〜３８
行目で「ストップ・エッチ目的のためにTiO2層を導入す
ることによって導波路損失の増加を生ずるとともに、他
の伝播特性の幾つかにも影響を及ぼすことになる。従っ
て、TiO2はできるだけ薄く保たれなければならず、しか
も効果的なストップ・エッチ特性を与えるものでなけれ
ばなあない」と記述している。
【００１２】米国特許第４７５５０１４号は、屈折率の
異なる２つの表面層が基体上に連続して配置されたプレ
−ナ光導波路構造を開示している。それによってそれら
２つの表面層の間に屈折率境界面が設けられる。この屈
折率境界面は、その形状、寸法、あるいは屈折率の差に
応じて、レンズ、プリズム、あるいはプレ−ナ・チャン
ネル間光導波路境界面として機能し得る。しかし、この
米国特許はオ−バ−クラッド層については開示していな
い。従って、この方法によって作成されたプレ−ナ光導
波路は全光通路にわたって屈折率差の非常に大きい構造
を有するものであり、かつ通信で使用されるタイプの単
一モ−ドおよび多モ−ドのファイバには適合し得ないで
あろう。
異なる２つの表面層が基体上に連続して配置されたプレ
−ナ光導波路構造を開示している。それによってそれら
２つの表面層の間に屈折率境界面が設けられる。この屈
折率境界面は、その形状、寸法、あるいは屈折率の差に
応じて、レンズ、プリズム、あるいはプレ−ナ・チャン
ネル間光導波路境界面として機能し得る。しかし、この
米国特許はオ−バ−クラッド層については開示していな
い。従って、この方法によって作成されたプレ−ナ光導
波路は全光通路にわたって屈折率差の非常に大きい構造
を有するものであり、かつ通信で使用されるタイプの単
一モ−ドおよび多モ−ドのファイバには適合し得ないで
あろう。
【００１３】さらに他の方法はSiO2クラッド層を有する
Si3N4誘導層よりなるプレ−ナ導波路に形成されたプレ
−ナ光要素を含む。この方法は下記の一連の論文および
特許に記載されている。Mottier et al., "Integrated
Fresnel Lens on ThermallyOxidized Silicon Substrat
e", Applied Optics, vol. 20, no. 9, pages 1630-163
4, May 1, 1981; Valette et al., "Integrated-optica
l Circuits Achievedby Planar Technology on Silicon
Substrates: Application to the OpticalSpectrum An
alyser", IEE Proceedings, vol. 131, pt. H, no. 5,
pages 325-31, October, 1984; Lizet et al. 米国特許
第4,740,951号; Gidon et al. 米国特許第4,786,133号;
およびGidon et al. 米国特許第4,865,453号。
Si3N4誘導層よりなるプレ−ナ導波路に形成されたプレ
−ナ光要素を含む。この方法は下記の一連の論文および
特許に記載されている。Mottier et al., "Integrated
Fresnel Lens on ThermallyOxidized Silicon Substrat
e", Applied Optics, vol. 20, no. 9, pages 1630-163
4, May 1, 1981; Valette et al., "Integrated-optica
l Circuits Achievedby Planar Technology on Silicon
Substrates: Application to the OpticalSpectrum An
alyser", IEE Proceedings, vol. 131, pt. H, no. 5,
pages 325-31, October, 1984; Lizet et al. 米国特許
第4,740,951号; Gidon et al. 米国特許第4,786,133号;
およびGidon et al. 米国特許第4,865,453号。
【００１４】上記Mottier et al.の論文はフレネル・レ
ンズを有するプレ−ナ光導波路を開示している。そのフ
レネル・レンズは化学的にエッチングされて、そのレン
ズの領域におけるプレ−ナ導波路の実効屈折率に変化を
生ずるためのSiO2「オ−バ−レイヤ−」（"overlaye
r"）となされる。このMottier et al.の論文には空洞は
開示も暗示もなされておらず、またエッチングされたレ
ンズの頂部にオバ−クラッド層を設けるこちについての
開示も暗示もない。
ンズを有するプレ−ナ光導波路を開示している。そのフ
レネル・レンズは化学的にエッチングされて、そのレン
ズの領域におけるプレ−ナ導波路の実効屈折率に変化を
生ずるためのSiO2「オ−バ−レイヤ−」（"overlaye
r"）となされる。このMottier et al.の論文には空洞は
開示も暗示もなされておらず、またエッチングされたレ
ンズの頂部にオバ−クラッド層を設けるこちについての
開示も暗示もない。
【００１５】上記Valette et al.の論文はケイ素をベ−
スとしたプレ−ナ光導波路内に設計された種々の光要素
を開示している。そのプレ−ナ光導波路構造は（１）ケ
イ素基体、（２）このケイ素基体を熱酸化することによ
って得られた厚さ1〜4μmのシリカ層、（３）窒化ケイ
素の薄い層、および（４）シリカ・オ−バ−レイヤ−よ
りなる。SiO2オ−バ−レイヤ−を局部的にエッチングす
ることによって屈折率差が得られる。上記Valette et a
l.の論文の327、328頁を参照されたい。上記Valette et
al.の論文はエッチグされた光要素上に適用されたオ−
バ−クラッドについは開示していないし、また光要素の
一部分としての空洞も開示していない。
スとしたプレ−ナ光導波路内に設計された種々の光要素
を開示している。そのプレ−ナ光導波路構造は（１）ケ
イ素基体、（２）このケイ素基体を熱酸化することによ
って得られた厚さ1〜4μmのシリカ層、（３）窒化ケイ
素の薄い層、および（４）シリカ・オ−バ−レイヤ−よ
りなる。SiO2オ−バ−レイヤ−を局部的にエッチングす
ることによって屈折率差が得られる。上記Valette et a
l.の論文の327、328頁を参照されたい。上記Valette et
al.の論文はエッチグされた光要素上に適用されたオ−
バ−クラッドについは開示していないし、また光要素の
一部分としての空洞も開示していない。
【００１６】上記米国特許第4,740,951号はマルチプレ
クサまたはデマルチプレクサとして機能し得るプレ−ナ
光導波路を開示している。この導波路の基本的な構造は
上記Valette et al.の論文に記載されているものと類似
している。組合せによって導波路の所望の機能を発揮す
る幾つかの光要素が存在している。回折格子が入力光ビ
−ムを分離して、所定の波長を搬送するディスクリ−ト
なビ−ムにする作用をする。これらの格子は導波路の頂
部のシリカ層だけをエッチングすることによって、ある
いはその頂部のシリカ層をエッチングしかつ窒化ケイ素
層を部分的にエッチングすることによって得られる。こ
れらの格子にはオ−バ−クラッドを設け得るが、オ−バ
−クラッド層が適用される場合には、格子の領域には空
洞は残されない。光をそれらの格子上にまたは出力マイ
クロガイドに対して反射的に集束させる幾つかのミラ−
も存在している。これらのミラ−は導波路構造の頂部の
３つの層を通じてエッチングすることによって得られ
る。上記米国特許第4,740,951号はミラ−要素にオ−バ
−クラッドを設けることについては開示も暗示もしてい
ない。
クサまたはデマルチプレクサとして機能し得るプレ−ナ
光導波路を開示している。この導波路の基本的な構造は
上記Valette et al.の論文に記載されているものと類似
している。組合せによって導波路の所望の機能を発揮す
る幾つかの光要素が存在している。回折格子が入力光ビ
−ムを分離して、所定の波長を搬送するディスクリ−ト
なビ−ムにする作用をする。これらの格子は導波路の頂
部のシリカ層だけをエッチングすることによって、ある
いはその頂部のシリカ層をエッチングしかつ窒化ケイ素
層を部分的にエッチングすることによって得られる。こ
れらの格子にはオ−バ−クラッドを設け得るが、オ−バ
−クラッド層が適用される場合には、格子の領域には空
洞は残されない。光をそれらの格子上にまたは出力マイ
クロガイドに対して反射的に集束させる幾つかのミラ−
も存在している。これらのミラ−は導波路構造の頂部の
３つの層を通じてエッチングすることによって得られ
る。上記米国特許第4,740,951号はミラ−要素にオ−バ
−クラッドを設けることについては開示も暗示もしてい
ない。
【００１７】上記米国特許第4,786,133号はマルチプレ
クサまたはデマルチプレクサとして機能し得るプレ−ナ
光導波路を開示している。この導波路の基本的な構造は
上記Valette et al.の論文に記載されているものと類似
している。この装置の主要な光要素は回折格子である。
この格子は導波路構造の頂部における３つの層を通じて
エッチングすることによって得られる。この格子は２つ
の焦点がそれぞれプレ−ナ光導波路の入力および出力部
分に合致した切子面を有している。この格子の機能面に
はそれの反射特性を高めるために金属層が被覆されてい
る。上記米国特許第4,786,133号はこの格子にオ−バ−
クラッドを設けることについては開示も暗示もしていな
い。
クサまたはデマルチプレクサとして機能し得るプレ−ナ
光導波路を開示している。この導波路の基本的な構造は
上記Valette et al.の論文に記載されているものと類似
している。この装置の主要な光要素は回折格子である。
この格子は導波路構造の頂部における３つの層を通じて
エッチングすることによって得られる。この格子は２つ
の焦点がそれぞれプレ−ナ光導波路の入力および出力部
分に合致した切子面を有している。この格子の機能面に
はそれの反射特性を高めるために金属層が被覆されてい
る。上記米国特許第4,786,133号はこの格子にオ−バ−
クラッドを設けることについては開示も暗示もしていな
い。
【００１８】上記米国特許第4,865,453号は変位トラン
スデュ−サとして機能するプレ−ナ光導波路を開示して
いる。このプレ−ナ光導波路の基本的な構造は上記Vale
tteet al.の論文に記載されたものと類似している。光
素子のうちの幾つかは上記Valette et al.の論文に記載
されているように頂部のシリカ層を局部的にエッチング
することによって得られる。２つのミラ−要素が導波路
の３つの頂部層を局部エッチングすることによって得ら
れる。上記米国特許第4,865,453号はそのミラ−要素に
オ−バ−クラッドを設けることについては開示も暗示も
していない。
スデュ−サとして機能するプレ−ナ光導波路を開示して
いる。このプレ−ナ光導波路の基本的な構造は上記Vale
tteet al.の論文に記載されたものと類似している。光
素子のうちの幾つかは上記Valette et al.の論文に記載
されているように頂部のシリカ層を局部的にエッチング
することによって得られる。２つのミラ−要素が導波路
の３つの頂部層を局部エッチングすることによって得ら
れる。上記米国特許第4,865,453号はそのミラ−要素に
オ−バ−クラッドを設けることについては開示も暗示も
していない。
【００１９】
【本発明が解決しようとする課題】本発明の１つの目的
は、通信分野の必要性に適合したプレ−ナ光導波路であ
って、空洞に隣接した少なくとも１つの光学的に機能す
る境界面を具備した少なくとも１つのプレ−ナ光要素を
埋設されており、プレ−ナ光導波路の空洞とそれに隣接
したコア領域の屈折率の間に実質的な差が存在している
プレ−ナ光導波路を提供することである。
は、通信分野の必要性に適合したプレ−ナ光導波路であ
って、空洞に隣接した少なくとも１つの光学的に機能す
る境界面を具備した少なくとも１つのプレ−ナ光要素を
埋設されており、プレ−ナ光導波路の空洞とそれに隣接
したコア領域の屈折率の間に実質的な差が存在している
プレ−ナ光導波路を提供することである。
【００２０】本発明の他の目的は、空洞に隣接した少な
くとも１つの光学的に機能する境界面を具備した少なく
とも１つのプレ−ナ光要素を埋設されており、Ｍ×Ｎカ
プラの機能を与えるプレ−ナ光導波路を提供することで
ある。
くとも１つの光学的に機能する境界面を具備した少なく
とも１つのプレ−ナ光要素を埋設されており、Ｍ×Ｎカ
プラの機能を与えるプレ−ナ光導波路を提供することで
ある。
【００２１】本発明の他の目的は、空洞に隣接した少な
くとも１つの光学的に機能する境界面を具備した少なく
とも１つのプレ−ナ光要素を埋設されており、このプレ
−ナ光要素がオ−バ−クラッド層によって機械的および
光学的に保護されているプレ−ナ光導波路を提供するこ
とである。
くとも１つの光学的に機能する境界面を具備した少なく
とも１つのプレ−ナ光要素を埋設されており、このプレ
−ナ光要素がオ−バ−クラッド層によって機械的および
光学的に保護されているプレ−ナ光導波路を提供するこ
とである。
【００２２】本発明の他の目的は本発明の主題であるプ
レ−ナ光導波路を作成する方法を提供することである。
レ−ナ光導波路を作成する方法を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明は空洞に隣接した
境界面を具備したプレ−ナ光要素を含んだプレ−ナ光導
波路に関する。その空洞は脱気されていても空気を含ん
でいてもよく、あるいはその空洞とそれに隣接したコア
ガラスの領域の屈折率の間に実質的な差が存在するよう
にして他の物質を含んでいてもよい。本発明の主題であ
るプレ−ナ光導波路は従来の単一モ−ドまたは多モ−ド
の導波路ファイバに付着されかつそれとともに動作する
ように設計され得る。
境界面を具備したプレ−ナ光要素を含んだプレ−ナ光導
波路に関する。その空洞は脱気されていても空気を含ん
でいてもよく、あるいはその空洞とそれに隣接したコア
ガラスの領域の屈折率の間に実質的な差が存在するよう
にして他の物質を含んでいてもよい。本発明の主題であ
るプレ−ナ光導波路は従来の単一モ−ドまたは多モ−ド
の導波路ファイバに付着されかつそれとともに動作する
ように設計され得る。
【００２４】本発明の１つの態様によれば、プレ−ナ光
導波路に、空洞に隣接した少なくとも１つの光学的に機
能する境界面を具備した少なくとも１つのプレ−ナ光要
素が設けられ、その空洞は空気を含んでいるかあるいは
脱気されている。これによって、空洞の屈折率が約1.0
となる。例えば、レンズでは、この屈折率の差によっ
て、プレ−ナ光導波路に比較的短い焦点距離を有し、プ
レ−ナ光導波路のコアガラスの領域の屈折率が比較的高
くなる設計が可能となる。この場合には、空洞は集束レ
ンズとして機能するような凹状となされる。
導波路に、空洞に隣接した少なくとも１つの光学的に機
能する境界面を具備した少なくとも１つのプレ−ナ光要
素が設けられ、その空洞は空気を含んでいるかあるいは
脱気されている。これによって、空洞の屈折率が約1.0
となる。例えば、レンズでは、この屈折率の差によっ
て、プレ−ナ光導波路に比較的短い焦点距離を有し、プ
レ−ナ光導波路のコアガラスの領域の屈折率が比較的高
くなる設計が可能となる。この場合には、空洞は集束レ
ンズとして機能するような凹状となされる。
【００２５】本発明の他の態様によれば、プレ−ナ光導
波路に、プレ−ナ光導波路に、空洞に隣接した少なくと
も１つの光学的に機能する境界面を具備した少なくとも
１つのプレ−ナ光要素が設けられ、その空洞はド−プさ
れたシリカガラスまたはアモルファスのケイ素、窒化ケ
イ素またはオキシ窒化ケイ素のような他の物質を含んで
いる。これにより、その充填された空洞の屈折率は約1.
5より大きくなる。例えば、レンズでは、この屈折率の
差により、プレ−ナ光導波路に比較的短い焦点距離を有
し、例えば、このプレ−ナ光導波路のコアガラスの領域
がド−プされていないシリカで作成されている場合に、
そのコアガラスの領域の屈折率が比較的低くなる設計が
可能となる。この場合、上記空洞は、集束レンズとして
機能するように凸状となされる。
波路に、プレ−ナ光導波路に、空洞に隣接した少なくと
も１つの光学的に機能する境界面を具備した少なくとも
１つのプレ−ナ光要素が設けられ、その空洞はド−プさ
れたシリカガラスまたはアモルファスのケイ素、窒化ケ
イ素またはオキシ窒化ケイ素のような他の物質を含んで
いる。これにより、その充填された空洞の屈折率は約1.
5より大きくなる。例えば、レンズでは、この屈折率の
差により、プレ−ナ光導波路に比較的短い焦点距離を有
し、例えば、このプレ−ナ光導波路のコアガラスの領域
がド−プされていないシリカで作成されている場合に、
そのコアガラスの領域の屈折率が比較的低くなる設計が
可能となる。この場合、上記空洞は、集束レンズとして
機能するように凸状となされる。
【００２６】
【実施例】本発明の主題であるプレ−ナ導波路が図１に
示されており、基体領域１、コアガラスの領域２、コア
ラガスの領域２’、境界面３、境界面３’、それらの境
界面３および３’の間の空洞４、およびオ−バ−クラッ
ド層５を具備している。境界面３、空洞４および境界面
３’はプレ−ナ光要素を構成している。
示されており、基体領域１、コアガラスの領域２、コア
ラガスの領域２’、境界面３、境界面３’、それらの境
界面３および３’の間の空洞４、およびオ−バ−クラッ
ド層５を具備している。境界面３、空洞４および境界面
３’はプレ−ナ光要素を構成している。
【００２７】本発明の主題であるプレ−ナ導波路は1990
年12月10日に出願された米国特許出願第625,153号に記
載されているのと同様の方法によって作成されうる。
年12月10日に出願された米国特許出願第625,153号に記
載されているのと同様の方法によって作成されうる。
【００２８】基体領域１の前身はシリカよりなる本質的
にプレ−ナ状の基体材料であり、最終的なプレ−ナ光導
波路の寸法よりも実質的に大きい寸法を有している。例
えばゲルマニアのような適当な屈折率修正ド−パント物
質をト−プされたシリカス−トよりなるコアガラスの層
が基体１に添着されて複合構造を形成する。
にプレ−ナ状の基体材料であり、最終的なプレ−ナ光導
波路の寸法よりも実質的に大きい寸法を有している。例
えばゲルマニアのような適当な屈折率修正ド−パント物
質をト−プされたシリカス−トよりなるコアガラスの層
が基体１に添着されて複合構造を形成する。
【００２９】この複合構造はコアス−トの層をコンソリ
デ−トさせてそれを基体材料に融着させるのに十分な温
度に加熱される。このようにして得られた溶融ガラス構
造が軟化点まで加熱され、そして延伸されて予め選択さ
れた最終寸法のプレ−ナ光ケ−ンを作成する。このプレ
−ナ光ケ−ンの断面寸法は最終的なプレ−ナ光導波路の
断面寸法と実質的に同一である。
デ−トさせてそれを基体材料に融着させるのに十分な温
度に加熱される。このようにして得られた溶融ガラス構
造が軟化点まで加熱され、そして延伸されて予め選択さ
れた最終寸法のプレ−ナ光ケ−ンを作成する。このプレ
−ナ光ケ−ンの断面寸法は最終的なプレ−ナ光導波路の
断面寸法と実質的に同一である。
【００３０】コアガラスの領域２およびコアガラスの領
域２’ならびに空洞４内の１つまたはそれ以上のプレ−
ナ光導波路通路がリソグラフ処理によってプレ−ナ光ケ
−ン内でエッチングされる。シリカのオ−バ−クラッド
層５がス−トの形で添着され、そしてそのス−トをコン
ソリデ−トさせかつプレ−ナ光導波路に融着させるのに
十分な温度に加熱される。空洞４の寸法は、その空洞が
オ−バ−クラッド層５によって充満されないように選定
される。
域２’ならびに空洞４内の１つまたはそれ以上のプレ−
ナ光導波路通路がリソグラフ処理によってプレ−ナ光ケ
−ン内でエッチングされる。シリカのオ−バ−クラッド
層５がス−トの形で添着され、そしてそのス−トをコン
ソリデ−トさせかつプレ−ナ光導波路に融着させるのに
十分な温度に加熱される。空洞４の寸法は、その空洞が
オ−バ−クラッド層５によって充満されないように選定
される。
【００３１】空洞４が空気で充満されているかあるいは
脱気された場合には、その空洞は約1.0の屈折率を有し
ているが、コアガラスの領域２および２’の屈折率は約
1.5であり、これはド−プされたSiO2ガラスの屈折率で
ある。屈折率にこのような実質的な差がある場合には、
実質的な光学的利益が得られる。例えば、境界面３がレ
ンズ要素である場合には、その境界面を通過する光の屈
折は屈折率の差の増大に伴って増大する。従って、屈折
率の差が大きければ大きいほど、レンズ要素の実効焦点
距離はそれだけ短くなる。これによって、所定のサイズ
のプレ−ナ光導波路に含まれ得るプレ−ナ光要素の数が
多くなるから、複雑なプレ−ナ光導波路のコンパクトな
設計が可能となる。また、屈折率差が大きければ、レン
ズ要素の曲率半径がそれだけ小さくなる。これによっ
て、潜在的により大きい開口数または入射角が可能とな
る。曲率半径が小さければ、レンズ要素によって生ずる
球面収差が一般に減少する。屈折率の実質的な差は約0.
04より大きく、好ましい範囲は約0.04〜2.0である。
脱気された場合には、その空洞は約1.0の屈折率を有し
ているが、コアガラスの領域２および２’の屈折率は約
1.5であり、これはド−プされたSiO2ガラスの屈折率で
ある。屈折率にこのような実質的な差がある場合には、
実質的な光学的利益が得られる。例えば、境界面３がレ
ンズ要素である場合には、その境界面を通過する光の屈
折は屈折率の差の増大に伴って増大する。従って、屈折
率の差が大きければ大きいほど、レンズ要素の実効焦点
距離はそれだけ短くなる。これによって、所定のサイズ
のプレ−ナ光導波路に含まれ得るプレ−ナ光要素の数が
多くなるから、複雑なプレ−ナ光導波路のコンパクトな
設計が可能となる。また、屈折率差が大きければ、レン
ズ要素の曲率半径がそれだけ小さくなる。これによっ
て、潜在的により大きい開口数または入射角が可能とな
る。曲率半径が小さければ、レンズ要素によって生ずる
球面収差が一般に減少する。屈折率の実質的な差は約0.
04より大きく、好ましい範囲は約0.04〜2.0である。
【００３２】図２は図１に示されたプレ−ナ光導波路の
上面図であるが、オ−バ−クラッド層は示されていな
い。図２に示された装置は本発明に従って作成された１
×２カプラである。光導波路ファイバ１６からの光はコ
ア領域１２に入る。境界面１３の焦点またはそれの近く
にコア１５を配置された光導波路からの光の実質的にす
べてが図２に破線で示されているように境界面１３に当
る。
上面図であるが、オ−バ−クラッド層は示されていな
い。図２に示された装置は本発明に従って作成された１
×２カプラである。光導波路ファイバ１６からの光はコ
ア領域１２に入る。境界面１３の焦点またはそれの近く
にコア１５を配置された光導波路からの光の実質的にす
べてが図２に破線で示されているように境界面１３に当
る。
【００３３】コア層領域１２”はプレ−ナ光導波路の非
機能領域である。コア領域がエッチングされて基体領域
を露呈させた２つのチャンネル１１’はオ−バ−クラッ
ド層を充填されていてもいなくてもよい。１×２カプラ
のこの実施例では、これらのチャンネルはオ−バ−クラ
ッド層で充填される必要はない。なぜなら、境界面１３
は、コアガラス１２とチャンネル１１’との間では入力
光ファイバ１６からの光が実質的にまったく境界面のい
ずれにもに当らないようにして、入力光ファイバからの
光の実質的にすべてが境界面１３に当るように設計され
ているからである。同様に、境界面１３’は、この境界
面１３’を通過する光の実質的にすべてが光ファイバ１
６’に直接結合され、境界面１３’を通過したが実質的
にまったくコアガラスの領域１２’とチャンネル１１’
の間では境界面のいずれにも当らないように設計されて
いる。
機能領域である。コア領域がエッチングされて基体領域
を露呈させた２つのチャンネル１１’はオ−バ−クラッ
ド層を充填されていてもいなくてもよい。１×２カプラ
のこの実施例では、これらのチャンネルはオ−バ−クラ
ッド層で充填される必要はない。なぜなら、境界面１３
は、コアガラス１２とチャンネル１１’との間では入力
光ファイバ１６からの光が実質的にまったく境界面のい
ずれにもに当らないようにして、入力光ファイバからの
光の実質的にすべてが境界面１３に当るように設計され
ているからである。同様に、境界面１３’は、この境界
面１３’を通過する光の実質的にすべてが光ファイバ１
６’に直接結合され、境界面１３’を通過したが実質的
にまったくコアガラスの領域１２’とチャンネル１１’
の間では境界面のいずれにも当らないように設計されて
いる。
【００３４】本発明に従って作成されたプレ−ナ光導波
路における短い焦点距離の利益は大きい。図３は本発明
に従って作成された３×３カプラを示している。３本の
入力光導波路ファイバ（図示せず）からの光は左側エッ
ジから、チャンネル２９ａ〜２９ｃをエッチングするこ
とによってコア領域に形成された本質的に四角形の導波
路である入力マイクロガイド２０ａ〜２０ｃ内へとカプ
ラに入る。各入力マイクロガイド２０ａ〜２０ｃからの
光は境界面２２のレンズレットのそれぞれによって空洞
２３を横切って屈折される。境界面２２’が光のすべて
を屈折させ、コアガラスの領域２４内にチャンネル２８
をエッチングすることによって形成されたビ−ム・ミク
サ−２５内に集束させる。
路における短い焦点距離の利益は大きい。図３は本発明
に従って作成された３×３カプラを示している。３本の
入力光導波路ファイバ（図示せず）からの光は左側エッ
ジから、チャンネル２９ａ〜２９ｃをエッチングするこ
とによってコア領域に形成された本質的に四角形の導波
路である入力マイクロガイド２０ａ〜２０ｃ内へとカプ
ラに入る。各入力マイクロガイド２０ａ〜２０ｃからの
光は境界面２２のレンズレットのそれぞれによって空洞
２３を横切って屈折される。境界面２２’が光のすべて
を屈折させ、コアガラスの領域２４内にチャンネル２８
をエッチングすることによって形成されたビ−ム・ミク
サ−２５内に集束させる。
【００３５】ビ−ム・ミクサ−２５は境界面２６に当る
光の良好な分布を与えるように機能する。境界面２６は
空洞２７を横切って境界面２６に当る光をコリメ−トさ
せる。境界面２６’のレンズレットが境界面２６’に当
った光を、チャンネル２９ａ’〜２９ｄ’をエッチング
することによってコアガラスの領域２１’に形成された
出力マイクロガイド２０ａ’〜２０ｃ’内に集束させ
る。
光の良好な分布を与えるように機能する。境界面２６は
空洞２７を横切って境界面２６に当る光をコリメ−トさ
せる。境界面２６’のレンズレットが境界面２６’に当
った光を、チャンネル２９ａ’〜２９ｄ’をエッチング
することによってコアガラスの領域２１’に形成された
出力マイクロガイド２０ａ’〜２０ｃ’内に集束させ
る。
【００３６】基本的な光波伝播理論に従った入力マイク
ロガイド２０ａ〜２０ｃ、出力マイクロガイド２０ａ’
〜２０ｃ’およびビ−ム・ミクサ−２５を通る導波路伝
播のために必要とされる屈折率差を生ずるためにオ−バ
−クラッド層が添着されたときに、チャンネル２８、２
９ａ〜２９ｄ、および２９ａ’〜２９ｄ’が充填され
る。
ロガイド２０ａ〜２０ｃ、出力マイクロガイド２０ａ’
〜２０ｃ’およびビ−ム・ミクサ−２５を通る導波路伝
播のために必要とされる屈折率差を生ずるためにオ−バ
−クラッド層が添着されたときに、チャンネル２８、２
９ａ〜２９ｄ、および２９ａ’〜２９ｄ’が充填され
る。
【００３７】図３に示された３×３カプラはまた双方向
性であるように設計されている。入力光は上述のように
左側のエッジから入射してもよく、あるいは右側のエッ
ジから入射してもよい。ビ−ム・ミクサ−２５を中心と
して対称的なデザインとなされているがために、左側ま
たは右側のエッジのどちらが使用されても、結合作用は
同様である。
性であるように設計されている。入力光は上述のように
左側のエッジから入射してもよく、あるいは右側のエッ
ジから入射してもよい。ビ−ム・ミクサ−２５を中心と
して対称的なデザインとなされているがために、左側ま
たは右側のエッジのどちらが使用されても、結合作用は
同様である。
【００３８】また、図４Ａに示されているように90oの
分岐を有する１×４カプラのような複合光サブシステム
を形成するために、相当な数のプレ−ナ光要素を結合し
て単一のプレ−ナ光導波路となしうる。光ファイバから
の光は、矢印で示された位置において右側からプレ−ナ
光導波路のコア領域３２に入る。境界面３３、３３’、
および３３”はそれぞれ、プレ−ナ光導波路に最初に入
った全体の光パワ−の約四分の一を再方向づけする。コ
ア層領域３２”はプレ−ナ光導波路のコア層の非機能部
分である。コア層がエッチングされて基体領域を露呈さ
せているチャンネル３１’は、基本的な光波伝播理論に
従ったコア領域３２を通る導波路伝播のために必要とさ
れる屈折率差を生ずるためにオ−バ−クラッド層を充填
されるように設計されている。
分岐を有する１×４カプラのような複合光サブシステム
を形成するために、相当な数のプレ−ナ光要素を結合し
て単一のプレ−ナ光導波路となしうる。光ファイバから
の光は、矢印で示された位置において右側からプレ−ナ
光導波路のコア領域３２に入る。境界面３３、３３’、
および３３”はそれぞれ、プレ−ナ光導波路に最初に入
った全体の光パワ−の約四分の一を再方向づけする。コ
ア層領域３２”はプレ−ナ光導波路のコア層の非機能部
分である。コア層がエッチングされて基体領域を露呈さ
せているチャンネル３１’は、基本的な光波伝播理論に
従ったコア領域３２を通る導波路伝播のために必要とさ
れる屈折率差を生ずるためにオ−バ−クラッド層を充填
されるように設計されている。
【００３９】境界面３３のまわりの領域は図４Ｂでは詳
細を示すために拡大されている。境界面３３は45oの角
度をつけられており、かつプレ−ナ光導波路に最初に入
射した全体の光パワ−の四分の一を偏向させるのに十分
な距離だけコア領域３２内に入り込んでいる。空洞３４
は空気または真空を充満されており、この空洞３４の屈
折率は1.0である。境界面３３に入射する光の入射角は
臨界角より小さいであろうから、境界面３３に入射する
光の部分に対して全内反射（ＴＩＲ）が生ずるであろ
う。これによって、境界面３３に入射した光がコア領域
３２’内に偏向されるであろう。境界面３３’および３
３”において同様の偏向が生ずるであろう。
細を示すために拡大されている。境界面３３は45oの角
度をつけられており、かつプレ−ナ光導波路に最初に入
射した全体の光パワ−の四分の一を偏向させるのに十分
な距離だけコア領域３２内に入り込んでいる。空洞３４
は空気または真空を充満されており、この空洞３４の屈
折率は1.0である。境界面３３に入射する光の入射角は
臨界角より小さいであろうから、境界面３３に入射する
光の部分に対して全内反射（ＴＩＲ）が生ずるであろ
う。これによって、境界面３３に入射した光がコア領域
３２’内に偏向されるであろう。境界面３３’および３
３”において同様の偏向が生ずるであろう。
【００４０】図４Ｂにおいて空洞３４とチャンネル３６
および３７との間に配置されたギャップ３５は長さが5
〜20μmのオ−ダ−である。これらのギャップ３５の長
さが比較的短いから、コア領域３２または３２’におけ
る光は本質的に全くギャップ３５を通ってコア層領域３
２ａ”内に伝播することはない。
および３７との間に配置されたギャップ３５は長さが5
〜20μmのオ−ダ−である。これらのギャップ３５の長
さが比較的短いから、コア領域３２または３２’におけ
る光は本質的に全くギャップ３５を通ってコア層領域３
２ａ”内に伝播することはない。
【００４１】本発明の他の実施例は図５に示されている
ように１×２スプリッタ−である。この場合、矢印で示
された入力光は２つの出力チャンネルに分割される。境
界面４３および空洞４４よりなるプレ−ナ光要素は入力
を半分に分割しそしてその入力の一方の半分を90oの角
度で方向変換させる。境界面４３’および空洞４４’よ
りなるプレ−ナ光要素は上記入力の同じ部分を90oの角
度で方向変換させて、両方の出力チャンネルがプレ−ナ
光導波路の同じエッジ上に物理的に配置されるようにす
る。基本的な光波伝播理論に従ったコア領域４２を通る
導波路伝播のために必要とされる屈折率差を生じさせる
ためにオ−バ−クラッド層が添着された場合にチャンネ
ル４１’が充満される。境界面４３および４３’におけ
る光反射の物理学は図４Ａおよび４Ｂの装置に関して上
述した90o分岐を有する１×４スプリッタ−のそれと同
様である。
ように１×２スプリッタ−である。この場合、矢印で示
された入力光は２つの出力チャンネルに分割される。境
界面４３および空洞４４よりなるプレ−ナ光要素は入力
を半分に分割しそしてその入力の一方の半分を90oの角
度で方向変換させる。境界面４３’および空洞４４’よ
りなるプレ−ナ光要素は上記入力の同じ部分を90oの角
度で方向変換させて、両方の出力チャンネルがプレ−ナ
光導波路の同じエッジ上に物理的に配置されるようにす
る。基本的な光波伝播理論に従ったコア領域４２を通る
導波路伝播のために必要とされる屈折率差を生じさせる
ためにオ−バ−クラッド層が添着された場合にチャンネ
ル４１’が充満される。境界面４３および４３’におけ
る光反射の物理学は図４Ａおよび４Ｂの装置に関して上
述した90o分岐を有する１×４スプリッタ−のそれと同
様である。
【００４２】コア領域４２の入力におけるレンズ境界面
４５は入力光導波路ファイバ（図示せず）からコア領域
４２内に入った光を集束させる作用をする。コア領域４
２の出力におけるレンズ境界面４５’および４５”はコ
ア領域４２から出た光を出力光導波路ファイバ（図示せ
ず）内に集束させる作用をする。
４５は入力光導波路ファイバ（図示せず）からコア領域
４２内に入った光を集束させる作用をする。コア領域４
２の出力におけるレンズ境界面４５’および４５”はコ
ア領域４２から出た光を出力光導波路ファイバ（図示せ
ず）内に集束させる作用をする。
【００４３】図６は境界面５３と空洞５４よりなる第１
のプレ−ナ光素子が入来信号を２つの部分に分け、かつ
境界面５３’と空洞５４’および境界面５３”と空洞５
４”よりなるプレ−ナ光素子がそれぞれ前記第１のプレ
−ナ光素子からの信号の２つの部分をさらに２つの部分
に分ける。境界面５８、５８’、６０、６０’、６２、
６２’と空洞５９、５９’、６１、６１’、６３、６
３’よりなるプレ−ナ光素子がそれぞれこれらの境界面
に入射した光を再方向づけして、４つの出力チャンネル
が物理的にプレ−ナ光導波路の同じ側に位置づけられる
ようにする。これらの境界面における光反射の物理学
は、前記２つの実施例のそれと同様である。基本的光波
伝播理論に従ったコア領域５２を通る導波路伝播のため
に必要とされる屈折率差を生ずるためにオ−バ−クラッ
ド層が添着された場合にチャンネル５１’が充填され
る。
のプレ−ナ光素子が入来信号を２つの部分に分け、かつ
境界面５３’と空洞５４’および境界面５３”と空洞５
４”よりなるプレ−ナ光素子がそれぞれ前記第１のプレ
−ナ光素子からの信号の２つの部分をさらに２つの部分
に分ける。境界面５８、５８’、６０、６０’、６２、
６２’と空洞５９、５９’、６１、６１’、６３、６
３’よりなるプレ−ナ光素子がそれぞれこれらの境界面
に入射した光を再方向づけして、４つの出力チャンネル
が物理的にプレ−ナ光導波路の同じ側に位置づけられる
ようにする。これらの境界面における光反射の物理学
は、前記２つの実施例のそれと同様である。基本的光波
伝播理論に従ったコア領域５２を通る導波路伝播のため
に必要とされる屈折率差を生ずるためにオ−バ−クラッ
ド層が添着された場合にチャンネル５１’が充填され
る。
【００４４】本発明のさらに他の実施例では、図７Ａに
示されているように、１つのプレ−ナ光要素が境界面７
３および７３’と空洞７４で構成されている。図７のプ
レ−ナ光導波路は１×４カプラを示している。図７Ａに
示されているようにエッチングした後で、空洞７４には
図７Ｂに示されているようにド−プされたシリカガラス
７５が充填される。そのシリカガラス７５の組成は、そ
れの屈折率がコアガラスの領域７２および７２’のそれ
より高くなるように選択されている。光が左側のエッジ
（図示せず）に配置された１つの光導波路からプレ−ナ
光導波路に入る。その光は境界面７３によってコリメ−
トされる。境界面７３’の形状は、プレ−ナ光導波路を
通る光のガウス・パワ−分布を生じて、コリメ−トされ
た入力光が４つの等しい部分に分割され、そして４つの
出力光導波路が配置されている（図示せず）右側のエッ
ジの近傍の４つの点で集束されるように選択される。基
本的光波伝播理論に従ったコア領域７２および７２’を
通る導波路伝播のために必要とされる屈折率差を生ずる
ためにオ−バ−クラッド層が添着されるときにチャンネ
ル７１’が充填される。その屈折率差は約0.04より大き
く、好ましい範囲は0.04〜2.0である。
示されているように、１つのプレ−ナ光要素が境界面７
３および７３’と空洞７４で構成されている。図７のプ
レ−ナ光導波路は１×４カプラを示している。図７Ａに
示されているようにエッチングした後で、空洞７４には
図７Ｂに示されているようにド−プされたシリカガラス
７５が充填される。そのシリカガラス７５の組成は、そ
れの屈折率がコアガラスの領域７２および７２’のそれ
より高くなるように選択されている。光が左側のエッジ
（図示せず）に配置された１つの光導波路からプレ−ナ
光導波路に入る。その光は境界面７３によってコリメ−
トされる。境界面７３’の形状は、プレ−ナ光導波路を
通る光のガウス・パワ−分布を生じて、コリメ−トされ
た入力光が４つの等しい部分に分割され、そして４つの
出力光導波路が配置されている（図示せず）右側のエッ
ジの近傍の４つの点で集束されるように選択される。基
本的光波伝播理論に従ったコア領域７２および７２’を
通る導波路伝播のために必要とされる屈折率差を生ずる
ためにオ−バ−クラッド層が添着されるときにチャンネ
ル７１’が充填される。その屈折率差は約0.04より大き
く、好ましい範囲は0.04〜2.0である。
【００４５】本発明の主題であるプレ−ナ光導波路を作
成する方法について、図６Ａ〜６Ｃ、７Ａおよび７Ｂに
示されたプレ−ナ光導波路に関してさらに詳細に説明し
よう。この方法は、1990年12月10日に出願された米国特
許出願第625,153号に記載されているものと類似してい
る。しかし、本発明のプレ−ナ光導波路はその方法に従
って作成される必要はない。
成する方法について、図６Ａ〜６Ｃ、７Ａおよび７Ｂに
示されたプレ−ナ光導波路に関してさらに詳細に説明し
よう。この方法は、1990年12月10日に出願された米国特
許出願第625,153号に記載されているものと類似してい
る。しかし、本発明のプレ−ナ光導波路はその方法に従
って作成される必要はない。
【００４６】図６ａはプレ−ナ導波路プリフォ−ムの１
つの実施例の側面図である。この実施例を作成するため
に用いられる方法について説明する。
つの実施例の側面図である。この実施例を作成するため
に用いられる方法について説明する。
【００４７】基体５１は溶融シリカまたは他の適当な材
料で作成されており、最終のプレ−ナ光導波路の所望の
寸法より実質的に大きい本質的に平面状の寸法を有して
いる。この実施例では、基体５１の寸法は長さ35cm、幅
5cm、厚さ1.2cmである。基体５１には処理時に用いるた
めのハンドルが装着されているが、それは図示されてい
ない。
料で作成されており、最終のプレ−ナ光導波路の所望の
寸法より実質的に大きい本質的に平面状の寸法を有して
いる。この実施例では、基体５１の寸法は長さ35cm、幅
5cm、厚さ1.2cmである。基体５１には処理時に用いるた
めのハンドルが装着されているが、それは図示されてい
ない。
【００４８】技術的に公知の従来のス−ト沈積技術を用
いて基体５１の上面にコア層５２が添着される。コア層
５２の厚さは約100μmである。このコア層５２はSiO2と
8重量％GeO2よりなる。従来のス−ト沈積技術を用いて
コア層５２上にオ−バ−クラッド層５５が添着される。
オ−バ−クラッド層５５は厚さば約100μmであり、SiO2
よりなる。
いて基体５１の上面にコア層５２が添着される。コア層
５２の厚さは約100μmである。このコア層５２はSiO2と
8重量％GeO2よりなる。従来のス−ト沈積技術を用いて
コア層５２上にオ−バ−クラッド層５５が添着される。
オ−バ−クラッド層５５は厚さば約100μmであり、SiO2
よりなる。
【００４９】このようにして得られたプレ−ナ光プリフ
ォ−ムは、コア層５２とオ−バ−クラッド層５５を基体
５２に融着させてプレ−ナ光母材を形成するために、約
1450℃で約20分のあいだ加熱される。このようにして得
られたプレ−ナ光母材が約2100℃の軟化点まで加熱さ
れ、そして延伸されて幅約0.4cm、厚さ0.00cmの断面寸
法を有するプレ−ナ光ケ−ンを作成する。
ォ−ムは、コア層５２とオ−バ−クラッド層５５を基体
５２に融着させてプレ−ナ光母材を形成するために、約
1450℃で約20分のあいだ加熱される。このようにして得
られたプレ−ナ光母材が約2100℃の軟化点まで加熱さ
れ、そして延伸されて幅約0.4cm、厚さ0.00cmの断面寸
法を有するプレ−ナ光ケ−ンを作成する。
【００５０】このプレ−ナ光ケ−ンが長い長さに処理さ
れ、所定の長さで幾つかの光導波路が作成されうるよう
になされる。その処理の最後で個々のプレ−ナ光導波路
が切り離されうる。あるいは、プレ−ナ光ケ−ンが実質
的に最終のプレ−ナ光導波路の所望の長さである長さに
切断され、そして個々に処理されてもよい。この処理に
ついてのこの後の説明では、プレ−ナ光ケ−ンが実質的
に最終光導波路の所望の長さである長さに切断され、そ
して個々に処理されるものと仮定する。
れ、所定の長さで幾つかの光導波路が作成されうるよう
になされる。その処理の最後で個々のプレ−ナ光導波路
が切り離されうる。あるいは、プレ−ナ光ケ−ンが実質
的に最終のプレ−ナ光導波路の所望の長さである長さに
切断され、そして個々に処理されてもよい。この処理に
ついてのこの後の説明では、プレ−ナ光ケ−ンが実質的
に最終光導波路の所望の長さである長さに切断され、そ
して個々に処理されるものと仮定する。
【００５１】図６Ｂはリソグラフ処理時におけるこのよ
うにして得られたプレ−ナ光導波路素材の一部分の側面
図を示している。脱イオン水、アセトンおよび1〜2％HF
の溶液で反復洗浄した後で、高周波スパッタリング技術
を用いてプレ−ナ光導波路母材にクロム被覆５６が添着
される。つぎに、約300rpmでのスピン被覆処理によって
そのクロム層５６上に有機フォトレジスト被覆５７が添
着される。この被覆されたプレ−ナ光母材が炉内で約11
0℃において約20分のあいだ焼成される。
うにして得られたプレ−ナ光導波路素材の一部分の側面
図を示している。脱イオン水、アセトンおよび1〜2％HF
の溶液で反復洗浄した後で、高周波スパッタリング技術
を用いてプレ−ナ光導波路母材にクロム被覆５６が添着
される。つぎに、約300rpmでのスピン被覆処理によって
そのクロム層５６上に有機フォトレジスト被覆５７が添
着される。この被覆されたプレ−ナ光母材が炉内で約11
0℃において約20分のあいだ焼成される。
【００５２】従来の技術を用いて、予め選択された光回
路パタ−ンを有する光回路マスクが作成される。被覆さ
れたプレ−ナ光母材が光回路マスクに合せられ、そして
有機フォトレジスト被覆５６が紫外線光に露光され、そ
れによって上記予め選択された光回路パタ−ンを上記有
機フォトレジスト被覆５６に転写させる。市販のフォト
レジスト現像剤を用いてこのパタ−ンが現像される。そ
の後で、露光された有機フォトレジスト被覆が脱イオン
水中での水洗い（リンス）によって除去される。
路パタ−ンを有する光回路マスクが作成される。被覆さ
れたプレ−ナ光母材が光回路マスクに合せられ、そして
有機フォトレジスト被覆５６が紫外線光に露光され、そ
れによって上記予め選択された光回路パタ−ンを上記有
機フォトレジスト被覆５６に転写させる。市販のフォト
レジスト現像剤を用いてこのパタ−ンが現像される。そ
の後で、露光された有機フォトレジスト被覆が脱イオン
水中での水洗い（リンス）によって除去される。
【００５３】露光された有機フォトレジスト被覆を除去
したことによって露呈されたクロム被覆が市販のクロム
・エッチ液を用いて除去される。その後で、プレ−ナ光
導波路母材をアセトンで洗いかつ脱イオン水中でのリン
スによって除去される。その結果、プレ−ナ光導波路母
材は前記予め選択された光回路のパタ−ンのクロム被覆
を有することになる。
したことによって露呈されたクロム被覆が市販のクロム
・エッチ液を用いて除去される。その後で、プレ−ナ光
導波路母材をアセトンで洗いかつ脱イオン水中でのリン
スによって除去される。その結果、プレ−ナ光導波路母
材は前記予め選択された光回路のパタ−ンのクロム被覆
を有することになる。
【００５４】プレ−ナ光導波路母材の保護されていない
ガラス部分がリアクティブイオン技術（reactive ion t
echnique）を用いてエッチングされる。その後で、市販
のクロムエッチング液を用いて残留クロム被覆が除去さ
れる。プレ−ナ光導波路母材は脱イオン水、市販のガラ
スクリ−ナおよび1〜2％HFよりなる溶液で洗われ、脱イ
オン水でリンスされ、そして乾燥される。
ガラス部分がリアクティブイオン技術（reactive ion t
echnique）を用いてエッチングされる。その後で、市販
のクロムエッチング液を用いて残留クロム被覆が除去さ
れる。プレ−ナ光導波路母材は脱イオン水、市販のガラ
スクリ−ナおよび1〜2％HFよりなる溶液で洗われ、脱イ
オン水でリンスされ、そして乾燥される。
【００５５】このようにして得られたプレ−ナ光導波路
母材が図６Ｃに示されている。図６Ｃに示されたプレ−
ナ光導波路を作成する方法では、チャンネル５１’の寸
法は幅が約30μmとなるように設計される。三角形の空
洞５３、５３’は、単一モ−ドの用途では幅が約6〜8μ
mであるコア領域５２の幅に等価な斜辺を有するように
設計される。多モ−ドの用途の場合には、三角形の空洞
の代りに狭いチャンネルのｖ字形溝が用いられる。空洞
５９、５９’、６１、６１’、６３および６３’は幅が
約3μmとなるように設計される。これらの寸法は前述し
たプレ−ナ光導波路のリトグラフ処理時に決定される。
母材が図６Ｃに示されている。図６Ｃに示されたプレ−
ナ光導波路を作成する方法では、チャンネル５１’の寸
法は幅が約30μmとなるように設計される。三角形の空
洞５３、５３’は、単一モ−ドの用途では幅が約6〜8μ
mであるコア領域５２の幅に等価な斜辺を有するように
設計される。多モ−ドの用途の場合には、三角形の空洞
の代りに狭いチャンネルのｖ字形溝が用いられる。空洞
５９、５９’、６１、６１’、６３および６３’は幅が
約3μmとなるように設計される。これらの寸法は前述し
たプレ−ナ光導波路のリトグラフ処理時に決定される。
【００５６】技術的に公知のス−ト沈積技術を用いてオ
−バ−クラッド層（図６Ｃには示されていない）が添着
される。ス−ト・オ−バ−クラッド層をプレ−ナ光導波
路に融着させるために露呈される温度は1450℃〜1500℃
の範囲である。そのス−トはSiO2または例えばGeO2、B2
O3、あるいはP2O5のような材料を低濃度レベル（＜2重
量％）でド−プされたSiO2よりなる。この温度および組
成とは、チャンネルと対比した空洞の相対的な幅および
形状とあいまって、下記の結果を有する。すなわち、オ
−バ−クラッド層が添着されるとチャンネルが充填され
るが、空洞は充填されない。この現象は毛細管作用に類
似していると考えられる。ス−ト沈積時には、空洞内に
はほとんど循環は存在しないので、ス−ト粒子は空洞か
ら流れ出て空洞を充満しない傾向がある。また、オ−バ
−クラッド層はそれの組成と溶融温度のために融着工程
時にたわむことはない。また、空洞の底に堆積するス−
トがコア領域を覆おうことがないように、すなわちプレ
−ナ光導波路のコアガラスの領域にいぜんとして空洞が
存在するように、空洞の深さはプレ−ナ光導波路のコア
領域よりも意図的に深くエッチングされる。
−バ−クラッド層（図６Ｃには示されていない）が添着
される。ス−ト・オ−バ−クラッド層をプレ−ナ光導波
路に融着させるために露呈される温度は1450℃〜1500℃
の範囲である。そのス−トはSiO2または例えばGeO2、B2
O3、あるいはP2O5のような材料を低濃度レベル（＜2重
量％）でド−プされたSiO2よりなる。この温度および組
成とは、チャンネルと対比した空洞の相対的な幅および
形状とあいまって、下記の結果を有する。すなわち、オ
−バ−クラッド層が添着されるとチャンネルが充填され
るが、空洞は充填されない。この現象は毛細管作用に類
似していると考えられる。ス−ト沈積時には、空洞内に
はほとんど循環は存在しないので、ス−ト粒子は空洞か
ら流れ出て空洞を充満しない傾向がある。また、オ−バ
−クラッド層はそれの組成と溶融温度のために融着工程
時にたわむことはない。また、空洞の底に堆積するス−
トがコア領域を覆おうことがないように、すなわちプレ
−ナ光導波路のコアガラスの領域にいぜんとして空洞が
存在するように、空洞の深さはプレ−ナ光導波路のコア
領域よりも意図的に深くエッチングされる。
【００５７】オ−バ−クラッド層を添着させるためには
他の技術を用いてもよい。最も簡単な技術はプレ−ナ光
導波路の表面に適当な屈折率を有する光学物質の薄い層
を堅固に付着させることを含む。
他の技術を用いてもよい。最も簡単な技術はプレ−ナ光
導波路の表面に適当な屈折率を有する光学物質の薄い層
を堅固に付着させることを含む。
【００５８】オ−バ−クラッド層を添着させる他の方法
はテ−プ・キャスティング技法（tape casting techniq
ue）によるものである。所要の屈折率を有する光学物質
の粒子を含んだスラリが作成される。このスラリは薄い
フィルム・シ−トとなされる。これらの薄いフィルム・
シ−トはプレ−ナ光導波路上に配置され、そしてこのプ
レ−ナ光導波路に融着するために加熱される。この方法
で用いられる光学物質は加熱および融着工程の結果とし
て失透しない。
はテ−プ・キャスティング技法（tape casting techniq
ue）によるものである。所要の屈折率を有する光学物質
の粒子を含んだスラリが作成される。このスラリは薄い
フィルム・シ−トとなされる。これらの薄いフィルム・
シ−トはプレ−ナ光導波路上に配置され、そしてこのプ
レ−ナ光導波路に融着するために加熱される。この方法
で用いられる光学物質は加熱および融着工程の結果とし
て失透しない。
【００５９】オ−バ−クラッド層を添着させるために使
用できる他の方法はシランと窒酸化物を用いるプラズマ
・エンハンスド化学蒸気沈積（plasma-enhanced chemic
al vapor deposition （ＰＥＣＶＤ）である。ＰＥＣＶ
Ｄは従来の化学蒸気沈積（ＣＶＤ）技術よりもはるかに
低い温度で生ずる。この場合にも、空洞の深さは、コア
ガラスの光学的に機能する領域に空洞を残しながら、空
洞を部分的に充満させることを許容するように設計され
得る。また、ＰＥＣＶＤは温度が低いから、ＰＥＣＶＤ
工程の前に空洞にポリマ−材料の層を添着することがで
きる。ポリマ−材料の層の屈折率はオ−バ−クラッド層
の屈折率と同じになるであろう。ポリマ−層は空洞を効
果的にシ−ルするので、ＰＥＣＶＤ工程時には空洞の充
填は生じない。
用できる他の方法はシランと窒酸化物を用いるプラズマ
・エンハンスド化学蒸気沈積（plasma-enhanced chemic
al vapor deposition （ＰＥＣＶＤ）である。ＰＥＣＶ
Ｄは従来の化学蒸気沈積（ＣＶＤ）技術よりもはるかに
低い温度で生ずる。この場合にも、空洞の深さは、コア
ガラスの光学的に機能する領域に空洞を残しながら、空
洞を部分的に充満させることを許容するように設計され
得る。また、ＰＥＣＶＤは温度が低いから、ＰＥＣＶＤ
工程の前に空洞にポリマ−材料の層を添着することがで
きる。ポリマ−材料の層の屈折率はオ−バ−クラッド層
の屈折率と同じになるであろう。ポリマ−層は空洞を効
果的にシ−ルするので、ＰＥＣＶＤ工程時には空洞の充
填は生じない。
【００６０】オ−バ−クラッド層は２つの工程で添着さ
れ得る。第１の工程では、例えば、チャンネルではなく
て空洞をマスクすることによって、空洞のオ−バ−クラ
ッディングまたは充填を伴わずに、プレ−ナ光導波路の
チャンネルを充填するオ−バ−クラッド層が添着される
であろう。第２の工程では、空洞は前述のようにオ−バ
−クラッドを設けられるが充填はなされない。
れ得る。第１の工程では、例えば、チャンネルではなく
て空洞をマスクすることによって、空洞のオ−バ−クラ
ッディングまたは充填を伴わずに、プレ−ナ光導波路の
チャンネルを充填するオ−バ−クラッド層が添着される
であろう。第２の工程では、空洞は前述のようにオ−バ
−クラッドを設けられるが充填はなされない。
【００６１】図７Ａおよび７Ｂに示された形式のプレ−
ナ光導波路では、処理において他の工程が行なわれる。
プレ−ナ光導波路のリソグラフ処理が行なわれた後であ
って、オ−バ−クラッド層が添着される前に、適当な高
屈折率材料が、それによって空洞が充填されるようにし
て、適用される。その高屈折率材料はド−プされたシリ
カガラスあるいは窒化ケイ素またはオキシ窒化ケイ素の
ような他の材料でありうる。この高屈折率材料は従来の
ス−ト沈積技術または上述した他の方法によって適用さ
れうる。高屈折率材料をプレ−ナ光導波路に融着させる
ためにプレ−ナ光導波路が加熱される。最後に、オ−バ
−クラド層が添着され、そしてプレ−ナ光導波路に融着
される。
ナ光導波路では、処理において他の工程が行なわれる。
プレ−ナ光導波路のリソグラフ処理が行なわれた後であ
って、オ−バ−クラッド層が添着される前に、適当な高
屈折率材料が、それによって空洞が充填されるようにし
て、適用される。その高屈折率材料はド−プされたシリ
カガラスあるいは窒化ケイ素またはオキシ窒化ケイ素の
ような他の材料でありうる。この高屈折率材料は従来の
ス−ト沈積技術または上述した他の方法によって適用さ
れうる。高屈折率材料をプレ−ナ光導波路に融着させる
ためにプレ−ナ光導波路が加熱される。最後に、オ−バ
−クラド層が添着され、そしてプレ−ナ光導波路に融着
される。
【００６２】空洞は、高屈折率材料を充填されることを
意図されている場合には、オ−バ−クラッド層が空洞に
充填するようには意図されていない場合よりも一般に大
きい。さらに、空洞は充填されない空洞の場合よりも深
くなくエッチングされ、、添着された高屈折率材料がコ
アガラスの領域の光学的に機能するレベルまで空洞を充
填するのがより容易となるようになしうる。
意図されている場合には、オ−バ−クラッド層が空洞に
充填するようには意図されていない場合よりも一般に大
きい。さらに、空洞は充填されない空洞の場合よりも深
くなくエッチングされ、、添着された高屈折率材料がコ
アガラスの領域の光学的に機能するレベルまで空洞を充
填するのがより容易となるようになしうる。
【００６３】カプラおよびスプリッタ−の場合には、プ
レ−ナ光要素の幾何学形状寸法は結合比または分割比を
修正するように変更されうる。例えば、図５に示された
１×２スプリッタ−では、境界面４３がコアガラスの領
域４２を横切って延長する距離が２つの出力のそれぞれ
に分割される光の量を決定するであろう。同様に、図７
Ｂに示された１×４カプラでは、境界面７３’の個々の
レンズ表面の長さが４つの出力チャンネルのそれぞれに
結合される光の量を決定するであろう。
レ−ナ光要素の幾何学形状寸法は結合比または分割比を
修正するように変更されうる。例えば、図５に示された
１×２スプリッタ−では、境界面４３がコアガラスの領
域４２を横切って延長する距離が２つの出力のそれぞれ
に分割される光の量を決定するであろう。同様に、図７
Ｂに示された１×４カプラでは、境界面７３’の個々の
レンズ表面の長さが４つの出力チャンネルのそれぞれに
結合される光の量を決定するであろう。
【００６４】プレ−ナ光導波路で作成された装置の性能
は一般に過剰損失で表わされる。過剰損失は光回路の分
割に基因して各光チャンネルで失われる光の量を示す。
本発明に従って作成されたプレ−ナ光導波路は１×８カ
プラ・デザインの場合には2〜3dBの範囲の過剰損失を有
した。特定のプレ−ナ光導波路の損失の大きさは一部に
は光回路の複雑性に依存する。すなわち、特定の回路内
のプレ−ナ光要素が多ければ多いほど、過剰損失は大き
くなる。損失の大きさは、粗い境界面の表面のようら製
作上の欠陥が多くなればそれに伴って増大する。すなわ
ち、境界面の粗度が大きくなればなるだけ、光の散乱に
よる損失が大きくなる。これは8〜10dBの程度の大きさ
の前述の他の方法の過剰損失に匹敵する。理論的には、
本発明に従って作成されたプレ−ナ光導波路からの過剰
損失は約0.1〜0.2dB程度のように小さい。
は一般に過剰損失で表わされる。過剰損失は光回路の分
割に基因して各光チャンネルで失われる光の量を示す。
本発明に従って作成されたプレ−ナ光導波路は１×８カ
プラ・デザインの場合には2〜3dBの範囲の過剰損失を有
した。特定のプレ−ナ光導波路の損失の大きさは一部に
は光回路の複雑性に依存する。すなわち、特定の回路内
のプレ−ナ光要素が多ければ多いほど、過剰損失は大き
くなる。損失の大きさは、粗い境界面の表面のようら製
作上の欠陥が多くなればそれに伴って増大する。すなわ
ち、境界面の粗度が大きくなればなるだけ、光の散乱に
よる損失が大きくなる。これは8〜10dBの程度の大きさ
の前述の他の方法の過剰損失に匹敵する。理論的には、
本発明に従って作成されたプレ−ナ光導波路からの過剰
損失は約0.1〜0.2dB程度のように小さい。
【００６５】Ｎ×Ｍカプラは通信の分野では特に重要で
ある。プレ−ナ光導波路では近接結合およびｙ−スプリ
ッタ−・ツリ−・アンド・ブランチ・デザインが作成さ
れている。このような装置は一般に20mmから40mmの範囲
のサイズである。これらの装置を作成するのに必要とさ
れる製作裕度は極めて制限的である。例えば、単一モ−
ドの用途では、コア領域の寸法はエッチングにより作成
した後では約6〜8μmである。この寸法はプレ−ナ光導
波路における過剰な伝播損失を回避するために0.5μmを
中心として±まで精確である必要がある。また、ｙ−ス
プリッタ−・ツリ−・アンド・ブランチおよび近接結合
デザインはＭおよびＮがそれぞれ2xおよび2yに等しく、
xおよびyは整数であるカプラを作成するのに最も良く適
している。
ある。プレ−ナ光導波路では近接結合およびｙ−スプリ
ッタ−・ツリ−・アンド・ブランチ・デザインが作成さ
れている。このような装置は一般に20mmから40mmの範囲
のサイズである。これらの装置を作成するのに必要とさ
れる製作裕度は極めて制限的である。例えば、単一モ−
ドの用途では、コア領域の寸法はエッチングにより作成
した後では約6〜8μmである。この寸法はプレ−ナ光導
波路における過剰な伝播損失を回避するために0.5μmを
中心として±まで精確である必要がある。また、ｙ−ス
プリッタ−・ツリ−・アンド・ブランチおよび近接結合
デザインはＭおよびＮがそれぞれ2xおよび2yに等しく、
xおよびyは整数であるカプラを作成するのに最も良く適
している。
【００６６】本発明に従ってプレ−ナ光導波路に作成さ
れたＭ×Ｎカプラはｙ−スプリッタ−・ツリ−・アンド
・ブランチおよび近接結合デザインと比較して幾つかの
利点を有している。第１に、本発明に従って作成された
匹敵するＭ×Ｎカプラの全体の寸法は2〜5mmの範囲であ
ろう。第２に、本発明のプレ−ナ光導波路における空洞
の寸法に必要とされる製作裕度はそのプレ−ナ光導波路
中での光の伝播に悪影響を及ぼすことなしに数ミクロン
程度に高くなりうる。空洞の寸法は数ミクロン程度変化
しても境界面の焦点距離または結合損失にはほとんど影
響はない。第３に、本発明のプレ−ナ光導波路を用いれ
ば、結合を容易に制御することができるから、例えば１
×３あるいは１×６のようなＭ×Ｎカプラを容易に実施
することができる。第４に、本発明に従って作成された
Ｍ×Ｎカプラからの理論的損失は、プレ−ナ光導波路内
の境界面が少ないから、これに匹敵するｙ−スプリッタ
−・ツリ−・アンド・ブランチ・デザインの場合よりも
小さくなるであろう。例えば、本発明に従って作成され
た１×８カプラは光通路内に２つの境界面を含んでい
る。空洞の境界のそれぞれに１つずつ含んであいる。こ
れはｙ−スプリッタ−・ツリ−・アンド・ブランチ・デ
ザインを用いて作成された１×８カプラの各光通路にお
ける３つのスプリッタ−境界面に匹敵する。
れたＭ×Ｎカプラはｙ−スプリッタ−・ツリ−・アンド
・ブランチおよび近接結合デザインと比較して幾つかの
利点を有している。第１に、本発明に従って作成された
匹敵するＭ×Ｎカプラの全体の寸法は2〜5mmの範囲であ
ろう。第２に、本発明のプレ−ナ光導波路における空洞
の寸法に必要とされる製作裕度はそのプレ−ナ光導波路
中での光の伝播に悪影響を及ぼすことなしに数ミクロン
程度に高くなりうる。空洞の寸法は数ミクロン程度変化
しても境界面の焦点距離または結合損失にはほとんど影
響はない。第３に、本発明のプレ−ナ光導波路を用いれ
ば、結合を容易に制御することができるから、例えば１
×３あるいは１×６のようなＭ×Ｎカプラを容易に実施
することができる。第４に、本発明に従って作成された
Ｍ×Ｎカプラからの理論的損失は、プレ−ナ光導波路内
の境界面が少ないから、これに匹敵するｙ−スプリッタ
−・ツリ−・アンド・ブランチ・デザインの場合よりも
小さくなるであろう。例えば、本発明に従って作成され
た１×８カプラは光通路内に２つの境界面を含んでい
る。空洞の境界のそれぞれに１つずつ含んであいる。こ
れはｙ−スプリッタ−・ツリ−・アンド・ブランチ・デ
ザインを用いて作成された１×８カプラの各光通路にお
ける３つのスプリッタ−境界面に匹敵する。
【００６７】本明細書で説明された本発明のプレ−ナ光
導波路およびプレ−ナ光導波路を作成する方法はガラス
材料に関して説明されたが、他の材料を用いることもで
きる。例えば、光学的に機能する領域はポリマ−、プラ
スチック、無定形ケイ素、ケイ素、および透明なガラス
セラミックスのような光伝導性材料で形成しうる。同様
に、基体は上述の光伝導性材料で形成されてもよいし、
あるいは耐熱性材料、例えば、アルミナ、または金属材
料のような非光伝導性材料で形成されてもよい。
導波路およびプレ−ナ光導波路を作成する方法はガラス
材料に関して説明されたが、他の材料を用いることもで
きる。例えば、光学的に機能する領域はポリマ−、プラ
スチック、無定形ケイ素、ケイ素、および透明なガラス
セラミックスのような光伝導性材料で形成しうる。同様
に、基体は上述の光伝導性材料で形成されてもよいし、
あるいは耐熱性材料、例えば、アルミナ、または金属材
料のような非光伝導性材料で形成されてもよい。
【００６８】本発明を好ましい実施例について図示かつ
説明したが、これらの実施例の形式および詳細について
は、特許請求の範囲に定義されている本発明の精神およ
び範囲から逸脱することなしに種々の変更をなしうるこ
とが当業者には理解されるであろう。例えば、本発明を
主としてレンズやマイクロプリズムのようなプレ−ナ光
要素に関して説明したが、本発明は格子のような他のプ
レ−ナ光要素にも適用しうる。また、本発明は従来の単
一モ−ドあるいは多モ−ドの光導波路ファイバに対して
も機能するように設計っされる。
説明したが、これらの実施例の形式および詳細について
は、特許請求の範囲に定義されている本発明の精神およ
び範囲から逸脱することなしに種々の変更をなしうるこ
とが当業者には理解されるであろう。例えば、本発明を
主としてレンズやマイクロプリズムのようなプレ−ナ光
要素に関して説明したが、本発明は格子のような他のプ
レ−ナ光要素にも適用しうる。また、本発明は従来の単
一モ−ドあるいは多モ−ドの光導波路ファイバに対して
も機能するように設計っされる。
【図１】本発明に従って作成されたプレ−ナ光導波路の
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明に従って作成された１×２カプラを示し
ている。
ている。
【図３】本発明に従って作成された３×３カプラを示し
ている。
ている。
【図４Ａ】本発明に従って作成された90o分岐マイクロ
プリズムを有する１×４カプラを示している。
プリズムを有する１×４カプラを示している。
【図４Ｂ】本発明に従って作成された90o分岐マイクロ
プリズムを有する１×４カプラを示している。
プリズムを有する１×４カプラを示している。
【図５】本発明に従って作成された１×２スプリッタを
示している。
示している。
【図６Ａ】本発明に従って作成された１×４スプリッタ
を示している。
を示している。
【図６Ｂ】本発明に従って作成された１×４スプリッタ
を示している。
を示している。
【図６Ｃ】本発明に従って作成された１×４スプリッタ
を示している。
を示している。
【図７Ａ】本発明に従って作成された１×２カプラの他
のデザインを示している。
のデザインを示している。
【図７Ｂ】本発明に従って作成された１×２カプラの他
のデザインを示している。
のデザインを示している。
１ 基体領域 ２、２’ コアガラスの領域 ３、３’ 境界面 ４ 空洞 ５ オ−バ−クラッド層 １２ コア領域 １３、１３’ 境界面 １５ コア １６、１６’ 光導波路ファイバ ２３ 空洞 ２２、２２’ 境界面 ２４ コアガラスの領域 ２５ ビ−ム・ミクサ−２５ ２６、２６’ 境界面 ２１’ コアガラスの領域 ３２ コア領域 ３３、３３’ 境界 ３３” 境界 ３４ 空洞 ４２ コア領域 ４３、４３’ 境界面 ４４、４４’ 空洞 ４５、４５’ レンズ境界面 ４５” レンズ境界面 ５２ コア領域 ５３、５３’ 境界面 ５３” 境界面 ５４、５４’ 空洞 ５４” 空洞 ５８、５８’、６０、６０’、６２、６２’ 境界面 ５９、５９’、６１、６１’、６３、６３’ 空洞 ７２、７２’ コアガラスの領域 ７３、７３’ 境界面 ７４ 空洞 ７５ シリカガラス
Claims (28)
- 【請求項１】 プレ−ナ光導波路において、 （ａ）基体と、 （ｂ）前記基体と結合されてプレ−ナ構造を形成する少
なくとも１つの光伝導性コア材料領域と、 （ｃ）前記光伝導性コア材料の領域に形成され、この領
域における少なくとも１つの光学的に機能する境界面を
具備しており、前記少なくとも１つの光学的に機能する
境界面が空洞に隣接しており、前記空洞はそれの屈折率
が前記光伝導性コア材料の領域の屈折率とは実質的に異
なっているように空気を含んでいるかあるいは脱気され
ている少なくとも１つのプレ−ナ光要素と、 （ｄ）前記少なくとも１つの光伝導性コア材料領域およ
び前記少なくとも１つのプレ−ナ光要素上に添着された
オ−バ−クラッド材料の領域を具備したプレ−ナ光導波
路。 - 【請求項２】 前記少なくとも１つのプレ−ナ光要素が
レンズである請求項１のプレ−ナ光導波路。 - 【請求項３】 前記少なくとも１つのプレ−ナ光要素が
マイクロプリズムである請求項１のプレ−ナ光導波路。 - 【請求項４】 前記少なくとも１つのプレ−ナ光要素が
回折格子である請求項１のプレ−ナ光導波路。 - 【請求項５】 前記プレ−ナ光導波路がＭ×Ｎカプラと
して機能し、ＭおよびＮが整数である請求項１のプレ−
ナ光導波路。 - 【請求項６】 前記光伝導性コア材料の領域がシリカま
たはド−プされたシリカガラスよりなる請求項１のプレ
−ナ光導波路。 - 【請求項７】 前記光伝導性コア材料の領域の屈折率と
前記少なくとも１つのプレ−ナ光要素の屈折率の差が約
0.04より大きい請求項１のプレ−ナ光導波路。 - 【請求項８】 前記光伝導性コア材料の領域の屈折率と
前記少なくとも１つのプレ−ナ光要素の屈折率の差が約
0.04〜2.0の範囲内である請求項７のプレ−ナ光導波
路。 - 【請求項９】 プレ−ナ光導波路において、 （ａ）基体と、 （ｂ）前記基体と結合されてプレ−ナ構造を形成する少
なくとも１つの光伝導性コア材料領域と、 （ｃ）前記少なくとも１つの光伝導性コア材料領域内に
形成された少なくとも１つのプレ−ナ光要素よりなり、
前記プレ−ナ光要素が前記光伝導性コア材料領域の屈折
率とは実質的に異なる屈折率を特徴としているプレ−ナ
光導波路。 - 【請求項１０】 前記プレ−ナ光要素は前記光伝導性コ
ア材料領域における少なくとも１つの光学的に機能する
境界面を具備しており、前記少なくとも１つの光学的に
機能する境界面は空洞に隣接しており、前記空洞は空気
を含んでいるかあるいは脱気されていて、この空洞の屈
折率が約1.0であるようになされており、かつ前記少な
くとも１つの光伝導性コア材料領域の屈折率は約1.5よ
り大きいかあるいはそれに等しくなされている請求項９
のプレ−ナ光導波路。 - 【請求項１１】 前記空洞がド−プされたシリカガラス
または窒化ケイ素、オキシ窒化ケイ素あるいは無定形ケ
イ素のような他の高屈折率材料を含んでいて、前記プレ
−ナ光要素の屈折率が約1.5より実質的に大きく、かつ
前記少なくとも１つの光伝導性コア材料領域の屈折率が
約1.5より実質的に小さくなされている請求項９のプレ
−ナ光導波路。 - 【請求項１２】 前記プレ−ナ光導波路がＭ×Ｎカプラ
として機能し、ＭおよびＮは整数である請求項９のプレ
−ナ光導波路。 - 【請求項１３】 前記少なくとも１つの光伝導性コア材
料領域の屈折率と前記少なくとも１つのプレ−ナ光要素
の屈折率の差が約0.04より大きくなされている請求項９
のプレ−ナ光導波路。 - 【請求項１４】 前記少なくとも１つの光伝導性コア材
料領域の屈折率と前記少なくとも１つのプレ−ナ光要素
の屈折率の差が約0.04〜2.0の範囲内となされている請
求項１３のプレ−ナ光導波路。 - 【請求項１５】 前記少なくとも１つの光伝導性コア材
料領域はシリカまたはド−プされたシリカ材料よりなる
請求項９のプレ−ナ光導波路。 - 【請求項１６】 前記プレ−ナ光要素がレンズである請
求項９のプレ−ナ光導波路。 - 【請求項１７】 プレ−ナ光導波路を製造する方法にお
いて、 （ａ）第１の屈折率を有する基体と、前記第１の屈折率
とは異なる第２の屈折率を有する少なくとも１つの光伝
導性材料領域と結合することによってプレ−ナ構造を形
成し、 （ｂ）リソグラフ技法を用いて前記プレ−ナ構造の少な
くとも１つの部分から材料を除去して予め選択された光
回路およびその上における少なくとも１つの空洞を形成
し、 （ｃ）材料を除去した少なくとも１つの領域上で付加的
な材料の領域を前記プレ−ナ構造に結合し、この場合、
前記付加的な材料の領域が前記少なくとも１つの空洞を
充満しないようにする工程よりなるプレ−ナ光導波路の
製造方法。 - 【請求項１８】 前記プレ−ナ構造が前記除去工程より
前に加熱されかつ延伸される請求項１７の方法。 - 【請求項１９】 前記付加的な材料の領域が化学蒸気沈
積技術を用いて添着される請求項１７の方法。 - 【請求項２０】 前記付加的な材料の領域がテ−プ・キ
ャスティング技術を用いて添着される請求項１７の方
法。 - 【請求項２１】 前記付加的な材料の領域が前記プレ−
ナ構造に融着される温度は、前記少なくとも１つの光伝
導性材料領域が前記基体に融着される温度より実質的に
低い請求項１７の方法。 - 【請求項２２】 前記付加的な材料の領域の組成が失透
しない光材料よりなる請求項１７の方法。 - 【請求項２３】 前記付加的な材料の領域が低温、プラ
ズマ・エンハンスド化学蒸気沈積技術を用いて添着され
る請求項１７の方法。 - 【請求項２４】 前記付加的な材料の領域の添着の前に
前記少なくとも１つの空洞上にポリマ−材料の層が添着
され、かつ前記ポリマ−材料の層が前記空洞を充満しな
いようになされる請求項２３の方法。 - 【請求項２５】 前記空洞に、無定形ケイ素、窒化ケイ
素、またはオキシ窒化ケイ素のような屈折率が比較的高
いことを特徴とする材料が充填される請求項１７の方
法。 - 【請求項２６】 前記空洞の寸法は前記付加的な材料の
領域による前記空洞の充填を防止するように制御される
請求項１７の方法。 - 【請求項２７】 前記結合工程時に前記付加的な材料の
領域による前記空洞の充填を防止するために前記少なく
とも１つの光伝導性材料領域より深く前記空洞がエッチ
ングされる請求項２６の方法。 - 【請求項２８】 前記光伝導性材料領域がシリカまたは
ド−プされたシリカ材料よりなる請求項１７の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US840749 | 1992-02-24 | ||
| US07/840,749 US5253319A (en) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | Planar optical waveguides with planar optical elements |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0688915A true JPH0688915A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=25283118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5056316A Pending JPH0688915A (ja) | 1992-02-24 | 1993-02-23 | プレ−ナ光導波路およびその製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5253319A (ja) |
| EP (1) | EP0557713A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0688915A (ja) |
| KR (1) | KR930018289A (ja) |
| AU (1) | AU661890B2 (ja) |
| CA (1) | CA2084248A1 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002258081A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Fujitsu Ltd | 光配線基板、光配線基板の製造方法及び多層光配線 |
| JP2003050333A (ja) * | 2001-08-08 | 2003-02-21 | Fujitsu Ltd | 光配線基板及び光クロスコネクト装置 |
| WO2005093481A1 (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Kyoto University | ヘテロ構造を有するフォトニック結晶及びそれを用いた光デバイス |
| JP2007334236A (ja) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Fuji Xerox Co Ltd | 光導波路及びその製造方法、並びに光通信モジュール |
| JP2008518251A (ja) * | 2004-10-25 | 2008-05-29 | アールピーオー プロプライエタリー リミテッド | 集積光学素子用の平板状レンズ |
| JP2009145867A (ja) * | 2007-11-22 | 2009-07-02 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 光導波路、光導波路モジュールおよび光素子実装基板 |
| US7561773B2 (en) | 2006-06-19 | 2009-07-14 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Optical waveguide, method of manufacturing the same and optical communication module |
| WO2010023976A1 (ja) * | 2008-08-26 | 2010-03-04 | 住友ベークライト株式会社 | 光導波路、光導波路モジュールおよび光素子実装基板 |
Families Citing this family (45)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4200396C1 (ja) * | 1992-01-10 | 1993-02-04 | Imm Institut Fuer Mikrotechnik Gmbh, 6500 Mainz, De | |
| DE4200397C1 (ja) * | 1992-01-10 | 1993-03-04 | Imm Institut Fuer Mikrotechnik Gmbh, 6500 Mainz, De | |
| JPH0688968A (ja) * | 1992-04-07 | 1994-03-29 | Sharp Corp | 光導波路、それを用いる光入力装置、これらを用いた表示装置及びこれらの製造方法 |
| US5387269A (en) * | 1993-09-03 | 1995-02-07 | At&T Bell Laboratories | Methods for making planar waveguides with removal of a sacrifical member which surrounds the core |
| AUPN258095A0 (en) * | 1995-04-21 | 1995-05-18 | Unisearch Limited | Low temperature fabrication of silica-based pecvd channel waveguides |
| US5703191A (en) * | 1995-09-01 | 1997-12-30 | Corning Incorporated | Method for purifying polyalkylsiloxanes and the resulting products |
| US5879649A (en) * | 1995-12-19 | 1999-03-09 | Corning Incorporated | Method for purifying polyalkylsiloxanes and the resulting products |
| FR2746511B1 (fr) * | 1996-03-20 | 1998-04-24 | Bosc Dominique | Coupleur directif actif mixte silice/polymere, en optique integree |
| GB2312524A (en) * | 1996-04-24 | 1997-10-29 | Northern Telecom Ltd | Planar optical waveguide cladding by PECVD method |
| US5894535A (en) * | 1997-05-07 | 1999-04-13 | Hewlett-Packard Company | Optical waveguide device for wavelength demultiplexing and waveguide crossing |
| FR2766582A1 (fr) * | 1997-07-23 | 1999-01-29 | Corning Inc | Methode de fabrication de composant optique et composant optique fabrique selon cette methode |
| GB2334789B (en) | 1998-06-12 | 2000-01-19 | Bookham Technology Ltd | A waveguide end face |
| JP2000275449A (ja) * | 1999-03-25 | 2000-10-06 | Minolta Co Ltd | 光導波路 |
| US6694069B2 (en) * | 2000-10-30 | 2004-02-17 | Kyocera Corporation | Optical integrated circuit substrate and optical module |
| US6563997B1 (en) | 2000-11-28 | 2003-05-13 | Lighteross, Inc. | Formation of a surface on an optical component |
| US7087179B2 (en) * | 2000-12-11 | 2006-08-08 | Applied Materials, Inc. | Optical integrated circuits (ICs) |
| US6542658B2 (en) * | 2000-12-22 | 2003-04-01 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical switch |
| US6819825B2 (en) * | 2000-12-22 | 2004-11-16 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical switch |
| US6785458B2 (en) * | 2001-02-11 | 2004-08-31 | Georgia Tech Research Corporation | Guided-wave optical interconnections embedded within a microelectronic wafer-level batch package |
| JP4665240B2 (ja) * | 2001-06-25 | 2011-04-06 | 富士通株式会社 | 光伝送装置 |
| WO2003014785A1 (en) * | 2001-08-07 | 2003-02-20 | Massachusetts Institute Of Technology | Compact three-dimensional mode size converters for fiber-waveguide coupling |
| US6922508B2 (en) * | 2001-08-17 | 2005-07-26 | Fujitsu Limited | Optical switching apparatus with adiabatic coupling to optical fiber |
| US6553170B2 (en) | 2001-08-31 | 2003-04-22 | Lightwave Microsystems Corporation | Method and system for a combination of high boron and low boron BPSG top clad fabrication process for a planar lightwave circuit |
| US20030070451A1 (en) * | 2001-10-11 | 2003-04-17 | Luc Ouellet | Method of reducing stress-induced mechanical problems in optical components |
| US20030113085A1 (en) * | 2001-12-14 | 2003-06-19 | Applied Materials, Inc., A Delaware Corporation | HDP-CVD film for uppercladding application in optical waveguides |
| US6618537B2 (en) * | 2002-01-14 | 2003-09-09 | Applied Wdm, Inc. | Optical waveguide structures and methods of fabrication |
| US6859574B2 (en) * | 2002-04-03 | 2005-02-22 | Lucent Technologies Inc. | N×N switching arrangement of two planar arrays without waveguide crossings |
| US7080528B2 (en) * | 2002-10-23 | 2006-07-25 | Applied Materials, Inc. | Method of forming a phosphorus doped optical core using a PECVD process |
| US6885803B2 (en) * | 2003-07-14 | 2005-04-26 | Headway Technologies, Inc. | Method to produce stress-free optical waveguides to reduce stress-induced birefringence in planar lightwave circuit (PLC) devices |
| US7218812B2 (en) * | 2003-10-27 | 2007-05-15 | Rpo Pty Limited | Planar waveguide with patterned cladding and method for producing the same |
| US7079740B2 (en) * | 2004-03-12 | 2006-07-18 | Applied Materials, Inc. | Use of amorphous carbon film as a hardmask in the fabrication of optical waveguides |
| WO2006009846A2 (en) * | 2004-06-18 | 2006-01-26 | University Of Delaware | A method and apparatus for free-space optical interconnects between arbitrary locations in a field using lenses, steering elements and a curved reflecting surface |
| WO2006009845A2 (en) * | 2004-06-18 | 2006-01-26 | University Of Delaware | Method and apparatus for coupling spatial light modulators |
| US7760979B2 (en) * | 2005-02-17 | 2010-07-20 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | System and method for low loss waveguide bends |
| WO2007044554A2 (en) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Lee, Michael, J. | Amorphous silicon waveguides on iii/v substrates with a barrier layer |
| US8064744B2 (en) * | 2006-11-10 | 2011-11-22 | Rpo Pty Limited | Planar waveguide lens design |
| WO2008077195A1 (en) * | 2006-12-27 | 2008-07-03 | Jonathan Payne | Lens configurations for optical touch systems |
| DE102008038993B4 (de) * | 2008-08-13 | 2011-06-22 | Karlsruher Institut für Technologie, 76131 | Optisches Element und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US8207453B2 (en) * | 2009-12-17 | 2012-06-26 | Intel Corporation | Glass core substrate for integrated circuit devices and methods of making the same |
| US9420707B2 (en) * | 2009-12-17 | 2016-08-16 | Intel Corporation | Substrate for integrated circuit devices including multi-layer glass core and methods of making the same |
| WO2012149441A2 (en) * | 2011-04-29 | 2012-11-01 | The Regents Of The University Of California | High efficiency vertical optical coupler using sub-wavelength high contrast grating |
| WO2013133827A1 (en) | 2012-03-07 | 2013-09-12 | Intel Corporation | Glass clad microelectronic substrate |
| US9001520B2 (en) | 2012-09-24 | 2015-04-07 | Intel Corporation | Microelectronic structures having laminated or embedded glass routing structures for high density packaging |
| US9018108B2 (en) | 2013-01-25 | 2015-04-28 | Applied Materials, Inc. | Low shrinkage dielectric films |
| JP2020098283A (ja) * | 2018-12-18 | 2020-06-25 | 日本電信電話株式会社 | 光導波路とその製造方法 |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3934061A (en) * | 1972-03-30 | 1976-01-20 | Corning Glass Works | Method of forming planar optical waveguides |
| DE2248297A1 (de) * | 1972-10-02 | 1974-04-11 | Siemens Ag | In integrierter technik aufgebaute lichtwellenleiter und verfahren zu dessen herstellung |
| US3933454A (en) * | 1974-04-22 | 1976-01-20 | Corning Glass Works | Method of making optical waveguides |
| US4141621A (en) * | 1977-08-05 | 1979-02-27 | Honeywell Inc. | Three layer waveguide for thin film lens fabrication |
| US4611883A (en) * | 1981-05-01 | 1986-09-16 | Hughes Aircraft Company | Two-dimensional optics element for correcting aberrations |
| FR2548220B1 (fr) * | 1983-07-01 | 1987-07-31 | Labo Electronique Physique | Guide d'onde lumineuse sur materiau semi-conducteur |
| NL8302461A (nl) * | 1983-07-11 | 1985-02-01 | Philips Nv | Geodetisch optisch element. |
| US4707057A (en) * | 1983-07-21 | 1987-11-17 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Optical switching unit |
| US4856861A (en) * | 1983-08-03 | 1989-08-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Light waveguide lens |
| GB2146788B (en) * | 1983-09-20 | 1986-09-24 | Stc Plc | Prism coupling to flat waveguides |
| US4547272A (en) * | 1983-12-14 | 1985-10-15 | Atlantic Richfield Company | Method and apparatus for production of a metal from metallic oxide ore using a composite anode |
| US4547262A (en) * | 1984-08-30 | 1985-10-15 | Sperry Corporation | Method for forming thin film passive light waveguide circuit |
| EP0192850A1 (de) * | 1985-01-07 | 1986-09-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Monolithisch integriertes optoelektronisches Halbleiterbauelement |
| FR2579044B1 (fr) * | 1985-03-13 | 1988-02-26 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de multiplexage de plusieurs signaux lumineux en optique integree |
| FR2584826B1 (fr) * | 1985-07-11 | 1987-10-09 | Labo Electronique Physique | Element de commutation optique entre deux guides de lumiere et matrice de commutation optique formee de ces elements de commutation |
| US4755014A (en) * | 1986-06-20 | 1988-07-05 | Northrop Corporation | Refractive optical waveguide interface and lens |
| FR2609180B1 (fr) * | 1986-12-31 | 1989-11-03 | Commissariat Energie Atomique | Multiplexeur-demultiplexeur utilisant un reseau concave elliptique et realise en optique integree |
| FR2613826B1 (fr) * | 1987-04-07 | 1990-10-26 | Commissariat Energie Atomique | Capteur de deplacement en optique integree |
| JPS63304207A (ja) * | 1987-06-05 | 1988-12-12 | Toshiba Corp | 光導波路素子及びその製造方法 |
| US4883443A (en) * | 1988-09-12 | 1989-11-28 | Chase Herbert S | Folding play structure |
| GB2222891B (en) * | 1988-09-17 | 1992-01-08 | Stc Plc | Diffraction grating |
| DE4002490A1 (de) * | 1989-08-31 | 1991-08-01 | Bodenseewerk Geraetetech | Verfahren zum anbringen von elektrooptischen bauteilen an integriert-optischen wellenleitern |
| US5054872A (en) * | 1990-03-16 | 1991-10-08 | Ibm Corporation | Polymeric optical waveguides and methods of forming the same |
| FR2660440B1 (fr) * | 1990-04-03 | 1992-10-16 | Commissariat Energie Atomique | Composant optique integre protege contre l'environnement et son procede de fabrication. |
| US5125946A (en) * | 1990-12-10 | 1992-06-30 | Corning Incorporated | Manufacturing method for planar optical waveguides |
| US5170448A (en) * | 1992-01-06 | 1992-12-08 | Motorola, Inc. | Optical waveguide apparatus and method for partially collecting light |
-
1992
- 1992-02-24 US US07/840,749 patent/US5253319A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-01 CA CA002084248A patent/CA2084248A1/en not_active Abandoned
-
1993
- 1993-01-20 EP EP93100782A patent/EP0557713A1/en not_active Withdrawn
- 1993-02-15 AU AU33040/93A patent/AU661890B2/en not_active Ceased
- 1993-02-23 JP JP5056316A patent/JPH0688915A/ja active Pending
- 1993-02-24 KR KR1019930002617A patent/KR930018289A/ko active IP Right Grant
-
1995
- 1995-02-13 US US08/387,976 patent/US5612171A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002258081A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Fujitsu Ltd | 光配線基板、光配線基板の製造方法及び多層光配線 |
| JP2003050333A (ja) * | 2001-08-08 | 2003-02-21 | Fujitsu Ltd | 光配線基板及び光クロスコネクト装置 |
| WO2005093481A1 (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Kyoto University | ヘテロ構造を有するフォトニック結晶及びそれを用いた光デバイス |
| US7738749B2 (en) | 2004-03-25 | 2010-06-15 | Kyoto University | Photonic crystal having heterostructure and optical device using the photonic crystal |
| JP2008518251A (ja) * | 2004-10-25 | 2008-05-29 | アールピーオー プロプライエタリー リミテッド | 集積光学素子用の平板状レンズ |
| JP2007334236A (ja) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Fuji Xerox Co Ltd | 光導波路及びその製造方法、並びに光通信モジュール |
| US7561773B2 (en) | 2006-06-19 | 2009-07-14 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Optical waveguide, method of manufacturing the same and optical communication module |
| JP4692405B2 (ja) * | 2006-06-19 | 2011-06-01 | 富士ゼロックス株式会社 | 光導波路及びその製造方法、並びに光通信モジュール |
| JP2009145867A (ja) * | 2007-11-22 | 2009-07-02 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 光導波路、光導波路モジュールおよび光素子実装基板 |
| WO2010023976A1 (ja) * | 2008-08-26 | 2010-03-04 | 住友ベークライト株式会社 | 光導波路、光導波路モジュールおよび光素子実装基板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5612171A (en) | 1997-03-18 |
| CA2084248A1 (en) | 1993-08-25 |
| KR930018289A (ko) | 1993-09-21 |
| AU661890B2 (en) | 1995-08-10 |
| US5253319A (en) | 1993-10-12 |
| AU3304093A (en) | 1993-08-26 |
| EP0557713A1 (en) | 1993-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5612171A (en) | Planar optical waveguides with planar optical elements | |
| US6449404B1 (en) | Optical switch | |
| Kawachi | Silica waveguides on silicon and their application to integrated-optic components | |
| Li et al. | Silica-based optical integrated circuits | |
| US4765702A (en) | Glass integrated optical component | |
| US6913705B2 (en) | Manufacturing method for optical integrated circuit having spatial reflection type structure | |
| EP0484878B1 (en) | Y-branching optical circuit | |
| Zauner et al. | Directly UV written silica-on-silicon planar waveguides with low insertion loss | |
| TW499587B (en) | Tree-space non-blocking switch | |
| Waechter et al. | Integrated optics toward the third dimension | |
| US6483964B1 (en) | Method of fabricating an optical component | |
| JPH10227930A (ja) | 温度無依存光導波路およびその製造方法 | |
| WO2020105473A1 (ja) | 光接続構造 | |
| WO2020105412A1 (ja) | 光接続構造およびその製造方法 | |
| JP2008281639A (ja) | 光偏向素子、光偏向モジュール及び光スイッチモジュール、並びに光偏向方法 | |
| KR100717421B1 (ko) | 대형 코어 폴리머 광도파로를 이용한 가변 광 감쇠기 | |
| JP2000019337A (ja) | 光導波路及びその製造方法 | |
| Mottier | Integrated optics and micro-optics at LETI | |
| US6384958B1 (en) | Free-space thermo-optical devices | |
| JP3969320B2 (ja) | 導波路型光部品 | |
| Grant | Glass integrated optical devices on silicon for optical communications | |
| US20220283366A1 (en) | Optical Circuit | |
| CA1262580A (en) | Wavelength division multiplexer and demultiplexer | |
| Najafi et al. | Recent progress in glass integrated optical circuits | |
| KR100526679B1 (ko) | 광 도파로 격자 렌즈 및 그 제조 방법 |