JPH0756040A

JPH0756040A - ガーネット導波路の作製方法

Info

Publication number: JPH0756040A
Application number: JP20221993A
Authority: JP
Inventors: Naoto Sugimoto; 直登杉本; Yujiro Kato; 雄二郎加藤; Akiyuki Tate; 彰之館
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1993-08-16
Filing date: 1993-08-16
Publication date: 1995-03-03

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】高モード変換効率を示し、かつ低伝搬損失であ
り、同時にコア部またはリッジ部の材料と、各クラッド
層の材料の屈折率差を制御性よく設定することができる
ガーネット導波路の作製方法を提供する。【構成】所定の基板１上に、ＬａとＧａとＹを含む鉄ガ
ーネット材料よりなる光束の伝搬部位と閉じ込め部位を
有するガーネット導波路の作製方法において、光束の伝
搬部位は、所定組成の融液を用いて液相エピタキシャル
成長により導波層５を堆積した後、エッチングにより所
望の形状に加工する工程を用いて形成し、光束の閉じ込
め部位は、光束の伝搬部位に用いた融液とは異なる組成
の融液を用いて、液相エピタキシャル成長により各種ク
ラッド層３，４を堆積して、光束の伝搬部位と閉じ込め
部位に屈折率差を与える工程を含むガーネット導波路の
作製方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信の分野におい
て、レーザ光源や光増幅器等に、不要な反射光が戻らな
いようにするために用いられる光アイソレータあるいは
一本の光線路で双方向通信を行う際に使用する光サーキ
ュレータ等の磁気光学デバイスを、導波路型光部品の組
合せからなる光集積回路に組み込む際に好適に用いられ
る導波路型磁気光学デバイス用ガーネット導波路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光アイソレータは光通信の分野におい
て、レーザ光源の安定、線路エコーの抑制、光増幅器の
雑音防止等の目的に使用される重要な素子である。ま
た、光サーキュレータは、同じく光通信の分野におい
て、一本の光線路で双方向通信を行う際に使用される重
要な素子である。これらの光アイソレータや光サーキュ
レータは、動作原理としてファラデー効果等の磁気光学
効果を利用するため、一般に磁気光学デバイスと呼ばれ
ている。近年、光通信装置全体を低価格化および小型化
をはかるために、レーザ光源、光増幅器等の光部品を導
波路化し、一枚の基板上に集積する光集積回路が開発さ
れている中で、これら磁気光学デバイスの導波路化が検
討されている。磁気光学デバイスを導波路化するために
は、その基幹部分である光を伝搬する部位に薄膜状態で
の容易磁化方向が面内にあり、かつ磁気光学効果の大き
い鉄ガーネット材料を用いたガーネット３次元導波路が
要望されている。特に導波路型の磁気光学デバイス用の
ガーネット３次元導波路を、他の導波路型光部品と低損
失に結合させるためには、導波路を、図１（ａ）に示す
ような埋め込み型または図１（ｂ）に示すようなリブ型
にして、光を伝搬させるコア部２（光束の伝搬部位）お
よびリッジ部６（光束の伝搬部位）と、各種のクラッド
層である下部クラッド層３および上部クラッド層４（光
束の閉じ込め部位）の屈折率差を、設定の範囲で精度よ
く制御し、導波光の光束分布を、他の導波路型光部品と
合わせる必要がある。例えば、光ファイバと低損失に結
合させるためには、コア部２およびリッジ部６と、各種
のクラッド層３、４との屈折率差を０.００１以下の精
度で制御することが必要とされる。導波路型の磁気光学
デバイス用ガーネット導波路としては、ランタン（Ｌ
ａ）とガリウム（Ｇａ）とイットリウム（Ｙ）を含有し
た鉄ガーネット（ＹＬＩＧＧ）を、コア部およびリッジ
部と、各種のクラッド層の材料に用いた導波路が、バル
ク型の光アイソレータの材料であるビスマス（Ｂi）を
添加した希土類元素を含有する鉄ガーネット（Ｂi−Ｒ
ＩＧ）を用いた導波路よりも低い伝搬損失を示す良好な
導波路であることが知られている（例えば、Ｎ．Ｓugim
oto et al．Ｊapan Ｊournal of Ａpplied Ｐhysics Ｖ
ol．３１，ＰartＩ，Ｎo．５Ａ，ｐ．１３７２，１９９
２．）。上記のＹＬＩＧＧ導波路の作製方法としては、
液相エピタキシャル成長（ＬＰＥ）法が用いられてお
り、この場合には、コア部およびリッジ部と、各種のク
ラッド層の屈折率を制御する方法として、従来は一種類
の所定組成のメルト（融液）を用いて、結晶成長温度を
制御する方法により作製されていた。しかし、上記の同
一組成のメルトを用いるＬＰＥ法は、ガーネット材料の
屈折率と格子定数を独立して制御することができないた
め、コア部またはリッジ部と、各種のクラッド層に屈折
率差を付けようとすると、同時に両者の格子定数にも差
が生じてしまい、この格子定数差に起因する応力誘導複
屈折により、作製した導波路において非相反モード変換
効率が高い値を示さないという欠点がある（例えば、
Ｎ．Ｓugimoto et al．Ｐroceedings of the sixth int
ernational conference on ferrites ｐ．１６０９，１
９９２．）。ガーネット導波路を、導波路型磁気光学デ
バイス用の導波路として、使用するためには非相反モー
ド変換効率が最低でも９６％以上の値を示す必要があ
り、上記のＬＰＥ法で作製した導波路では、上記応力誘
導複屈折により３０％以下の値しか得ることができな
い。この非相反モード変換効率が３０％以下では、ガー
ネット導波路を、導波路型磁気光学デバイスの一つであ
る上記光アイソレータに使用した場合、デバイスの最も
重要な基本的特性であるアイソレーションが５dＢ（デ
シベル）以下の値しか示さない。この５dＢ以下のアイ
ソレーションしか示さない光アイソレータは、光通信の
分野においてレーザ光源の安定、光線路エコーの抑制等
の使用目的に対しては全く役に立たない。また、非相反
モード変換効率が３０％以下のガーネット導波路を使用
した導波路型の磁気光学デバイスの一つである上記光サ
ーキュレータは、５dＢ以下のアイソレーションしか示
さないため、一本の光線路で双方向通信を行う時に使用
する際に、クロストークが大きいので、信号光を受信素
子だけではなくレーザ光源等の発信素子にも伝達してし
まい発信素子の動作不安定を招くことになる。このた
め、上記の方法で作製したガーネット導波路を用いた上
記光サーキュレータは、一本の光線路で双方向通信を行
う際に使用する光サーキュレータとしては全く実用に供
することができない。このように、上記のＬＰＥ法で作
製したガーネット導波路は、応力誘導複屈折のため導波
路型磁気光学デバイス用の導波路として全く使用に耐え
ないという問題がある。また、上記の屈折率を結晶成長
温度により制御するＬＰＥ法で導波路を作製する際に、
コア部またはリッジ部を、各種のクラッド層よりも低い
温度で結晶成長を行わねばならないが、この成長温度の
低下はＬＰＥ成長に用いるメルト内の溶融剤成分である
鉛と、メルト内に発生する微結晶のガーネット材料への
混入を誘発する（例えば、Ｎ．Ｓugimoto et al．Ｊapa
n Ｊournal of Ａpplied Ｐhysics Ｖol．３１，Ｐart
Ｉ，Ｎo．５Ａ，ｐ．１３７２，１９９２．）。鉛のガ
ーネット材料への混入は、光通信で使用する波長域での
光吸収の増大を招き、微結晶の混入は光散乱の増大を招
く。この結果、上記のＬＰＥ成長で作製した導波路は、
そのコア部またはリッジ部のガーネット材料の吸収損失
や散乱損失が大きくなるので、伝搬損失が増大する。コ
ア部またはリッジ部を構成するガーネット材料への鉛や
微結晶の混入を避けるためには、８９０℃以上のＬＰＥ
成長温度で導波層を形成すればよいが、このためには各
クラッド層を９１０℃以上の高い温度で形成する必要が
ある。しかし、９１０℃以上の高温はＹＬＩＧＧ材料の
メルトの飽和温度を超えているか、あるいはそれにかな
り近いため、この高温ではＹＬＩＧＧ材料は全く成長し
ないか、あるいは成長したとしても成長速度が極めて遅
く、かつ成長が不安定であるため、各クラッド層を作製
することは実用上不可能である。したがって、屈折率を
ＬＰＥ成長温度により制御する方法で導波路を作製する
場合、コア部またはリッジ部を構成するガーネット材料
への鉛や微結晶の混入を避けることは不可能であり、こ
のため形成した導波路の伝搬損失は２dＢ／cｍ以上の大
きな値を示す。光通信に使用する導波路型の磁気光学デ
バイス用導波路は最低でも伝搬損失が１dＢ／cｍ以下の
小さな値を示す必要があり、このため従来のＬＰＥ成長
法で作製したガーネット導波路は、伝搬損失が大きいと
いう点からも全く実用に供しないという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術における問題点を解消するものであって、高モ
ード変換効率を示し、かつ低伝搬損失であり、同時にコ
ア部またはリッジ部の材料と、各クラッド層の材料の屈
折率差を制御性よく設定することができるガーネット導
波路の作製方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
するために、本発明の導波路型の磁気光学デバイス用ガ
ーネット導波路の作製は、所定の基板上に、ランタン
（Ｌａ）とガリウム（Ｇａ）とイットリウム（Ｙ）を
含有した鉄ガーネットからなるコア部またはリッジ部
と、上部、下部の各クラッド層からなるガーネット導波
路を形成する場合に、上記コア部またはリッジ部を、Ｌ
ａとＧａとＹを含む所定組成の融液を用いて液相エピタ
キシャル成長により堆積した後、上記コア部またはリッ
ジ部をエッチングにより所望の形状に加工すると共に、
上記各クラッド層は、上記コア部またはリッジ部の形成
に用いた融液とは異なる組成のＬａとＧａとＹを含む融
液を用い、液相エピタキシャル成長により堆積すること
によって、上記コア部またはリッジ部と、各クラッド層
との間に屈折率差を与えるものである。本発明のガーネ
ット導波路の作製方法の具体的構成は、所定の基板上
に、ランタンとガリウムとイットリウムを含む鉄ガーネ
ット材料よりなる光束の伝搬部位（コア部またはリッジ
部）と閉じ込め部位（上、下の各クラッド層）を有する
ガーネット導波路の作製方法において、上記光束の伝搬
部位は、上記ランタンとガリウムとイットリウムを含む
所定組成の融液を用いて、液相エピタキシャル成長によ
り導波層を堆積した後、エッチングにより所望の形状に
加工する工程を用いて形成し、上記光束の閉じ込め部位
は、上記光束の伝搬部位の形成に用いた融液とは異なる
組成のランタンとガリウムとイットリウムを含む融液を
用いて、液相エピタキシャル成長により各種のクラッド
層を堆積して、上記光束の伝搬部位と閉じ込め部位に屈
折率差を与える工程を、少なくとも含むことを特徴とす
るガーネット導波路の作製方法である。

【０００５】

【作用】図１（ａ）、（ｂ）は、本発明のガーネット導
波路の作製方法において対象とする代表的なガーネット
導波路の基本構成を示す模式図である。図において、埋
め込み型ガーネット導波路は、図１（ａ）に示すよう
に、基板１、コア部２、下部クラッド層３および上部ク
ラッド層４により構成されている。コア部２、下部クラ
ッド層３および上部クラッド層４の材料としては、いず
れもＹＬＩＧＧを用いる。基板１の材料としては、下部
クラッド層３等に用いるＹＬＩＧＧと、格子定数差の小
さいガドリニウムガリウムガーネット（ＧＧＧ）が望
ましい。リブ型ガーネット導波路は、図１（ｂ）に示す
ように、基板１、下部クラッド層３、上部クラッド層
４、導波層５およびリッジ部６により構成されている。
このうち、上部クラッド層４は、接続する相手の導波路
の導波光の光束分布によっては無くても良い。図１
（ｂ）に示すリブ型ガーネット導波路の下部クラッド層
３、上部クラッド層４、導波層５およびリッジ部６の材
料としてはＹＬＩＧＧを用いる。基板１の材料は、下部
クラッド層３等に用いるＹＬＩＧＧと、格子定数差が小
さいガドリニウムガリウムガーネット（ＧＧＧ）が望
ましい。図１（ａ）に示す埋め込み型のガーネット導波
路の作製方法は、図２に示すように、まず、基板１上
に、下部クラッド層３、導波層５をＬＰＥ法で堆積し
〔図２（ａ）〕、次に、導波層５上に、フォトリソグラ
フィ等でマスク７を形成し〔図２（ｂ）〕、その後、導
波層５のマスク７に隠されていない部分を、下部クラッ
ド層３まで燐酸系エッチャントによるウェットエッチン
グ法やＡrイオンビームエッチング等によるドライエッ
チング法でエッチングして、コア部２を形成し〔図２
（ｃ）〕、最後に、マスク７を選択エッチング等により
除去した後、上部クラッド層４を、ＬＰＥ法で堆積する
方法を用いる〔図２（ｄ）〕。また、リブ型ガーネット
導波路の作製は、図３に示すように、まず基板１上に、
下部クラッド層３、導波層５をＬＰＥ法で堆積し〔図３
（ａ）〕、次に導波層５上に、フォトリソグラフィ等で
マスク７を形成し〔図３（ｂ）〕、その後、導波層５の
マスク７に隠されていない部分を、下部クラッド層３に
達しない深さにまでウェットエッチング法等でエッチン
グして、導波層５にリッジ部６を形成し〔図３
（ｃ）〕、最後に、マスク７を選択エッチング等により
除去し、上部クラッド層４をＬＰＥ法で堆積する方法を
用いる〔図３（ｄ）〕。本発明では、コア部２およびリ
ッジ部６を構成する導波層５と、各種のクラッド層３、
４の屈折率差を、それぞれのＬＰＥ成長の際に異なった
組成のメルトを用いることにより生じさせる。具体的に
は、図２および図３に示す製造工程（ａ）および（ｄ）
における導波層５および各種のクラッド層３、４の成長
の際に、異なった組成のメルトを用いることにより屈折
率を制御する。本発明では、この導波層５および各種の
クラッド層３、４の成長の際に、異なった組成のメルト
を用いることにより、従来の作製法では実質的に不可能
だった各層の屈折率と格子定数の独立制御ができるた
め、導波路の導波光の光束分布と応力誘導複屈折の同時
制御が可能となる。このため、導波路の導波光の光束分
布の形状を制御しながら、同時に非相反モード変換効率
を、従来の作製法に比べ飛躍的に向上させることがで
き、導波路を導波路型磁気光学デバイス用の導波路とし
て使用するために最低必要とされ、かつ従来の作製方法
では実現することができなかった９６％以上の変換効率
が容易に得られるという利点がある。また、導波層５お
よび各種のクラッド層３、４の成長の際に、異なった組
成のメルトを用いることは、導波層５および各クラッド
層３、４を共に高い成長温度で成長できるため、従来法
では避けることができなかった各層への鉛と微結晶の混
入を抑制することができるという利点がある。このため
本発明で作製した導波路では、導波層５のガーネット材
料の吸収損失と散乱損失を大幅に低減することができる
ので、伝搬損失が従来法で作製した導波路の伝搬損失に
比べ大幅に低減され、導波路を導波路型磁気光学デバイ
ス用の導波路として使用するために最低必要とされ、か
つ従来の作製方法では得ることができなかった１dＢ／c
ｍ以下の小さい伝搬損失値を容易に得ることができる。
上述したように、他の導波路型光部品とガーネット導波
回路系との複合化をはかる上で両者の結合を低損失にす
るためには、光束分布の整合をはかることが必要とされ
る。光束分布の整合をとるためには、両者の導波路構造
を最適設計となし、その設計値に対し忠実に屈折率制御
を行う必要がある。本発明においては、異なった組成の
メルトを用いることにより導波層５および各クラッド層
３、４の屈折率を容易に精度よく制御することができ、
かつこの屈折率制御の際に従来法とは異なり格子定数の
変動や鉛および微結晶の混入の制約を受けることが全く
ないため、導波路型の磁気光学デバイス用ガーネット導
波路の作製上の利点は極めて多大である。

【０００６】

【実施例】以下に本発明の実施例を挙げ、図面を用いて
さらに詳細に説明する。〈実施例１〉本実施例においては、図３に示すごとく、
基板１の材料としてＧＧＧ（ガドリニウムガリウムガ
ーネット）を用い、下部クラッド層３、上部クラッド層
４、導波層５、リッジ部６の材料としてＬＰＥ法によっ
て成長したＹＬＩＧＧ（ＬaとＧaとＹを含有した鉄ガー
ネット）を用いた。そして、リッジ幅２〜６μｍ、リッ
ジ高さ３.０μｍ、導波層５と各クラッド層３、４の設
計屈折率差０.００６５のリブ型ガーネット導波路の作
製を行った。本実施例では、ＹＬＩＧＧの成長に、Ｌa₂
Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、Ｆe₂Ｏ₃、Ｇa₂Ｏ₃、ＰbＯおよびＢ₂Ｏ₃の
成分からなるメルトを用いた。この際、導波層５のＹＬ
ＩＧＧの成長に、Ｌa₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、Ｆe₂Ｏ₃、Ｇa
₂Ｏ₃、ＰbＯ、Ｂ₂Ｏ₃が重量比で、０.１９６：０.７０
１：７.０９７：０.１７０：１００：２.４５１の組成
のメルトを用い、上部、下部の各クラッド層４、３のＹ
ＬＩＧＧの成長に、メルトとしてＬa₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、Ｆe
₂Ｏ₃、Ｇa₂Ｏ₃、ＰbＯ、Ｂ₂Ｏ₃が重量比で、０.２０
２：０.６９０：７.０３４：０.２５５：１００：２.４
５０の組成のメルトを用いることにより、両者の屈折率
差を設計値である０.００６５とすることが容易にでき
た。この場合、上記屈折率差を、その他の任意の値にす
ることもメルトの組成を変えることで容易に実現できる
ことは言うまでもない。導波層５の成長温度は８９６
℃、上部、下部の各クラッド層４、３の成長温度は８９
９℃とした。また下部クラッド層３、上部クラッド層
４、導波層５の厚さを、それぞれ６μｍ、６μｍ、４μ
ｍとした。本実施例では、マスク７として窒化シリコン
の直線パターンを用い、燐酸をエッチャントとしたウェ
ットエッチングによりリッジ部６を形成した。また、マ
スク７の除去には緩衝フッ酸を用いた。図４は、磁場２
０Ｏeを導波光に平行に印加して測定したＹＬＩＧＧの
リブ型ガーネット導波路の波長１.５５μｍでの非相反
モード変換効率を示したものである。図中の黒丸は本実
施例で作製したリブ型ガーネット導波路の非相反モード
変換効率を示し、図中の白丸は、比較例として従来法で
作製した本実施例と同形状のリブ型ガーネット導波路の
非相反モード変換効率を示すグラフである。図４から分
かるように、比較例の導波路は２５％以下の低い変換効
率を示すのに対して、本実施例で作製した導波路は、い
ずれのリッジ幅の導波路も、導波路を導波路型磁気光学
デバイス用の導波路として、使用するのに十分な９７％
以上の高い変換効率を示した。表１は、本実施例で作製
したリブ型ガーネット導波路と比較例のリブ型ガーネッ
ト導波路における導波層５と各クラッド層３、４の特性
を比較して示したものである。比較例では、導波層５と
各クラッド層３、４の間に、本実施例と同等の屈折率差
を得るために、導波層５の成長温度を８６３℃に設定し
なければならないので、伝搬損失の原因となる鉛や微結
晶の膜中への取り込みは避けられない。これに対し本実
施例では、導波層５中への鉛や微結晶の取り込みが避け
られる８９０℃以上の温度でＬＰＥ成長が行えるので、
導波層内の鉛濃度が測定限界の０.１ａt（原子）％以下
となり、また微結晶の取り込みもなくなるため、膜状態
での導波層の損失を測定限界の０.５dＢ／cｍ以下とす
ることができ、従来法で作製した比較例に示す導波路よ
りも大幅に低減できることを確認した。

【０００７】

【表１】

【０００８】図５は、本実施例で作製したリブ型ガーネ
ット導波路と比較例のリブ型ガーネット導波路の伝搬損
失を比較して示したものである。比較例の導波路は導波
路型磁気光学デバイス用の導波路として使用するのに必
要な１dＢ／cｍ以下の伝搬損失値を示さないのに対し
て、本実施例で作製した導波路は、いずれのリッジ幅の
導波路も導波路型磁気光学デバイス用の導波路として使
用するのに十分な０.７dＢ／cｍ以下の値を示すことが
確認できた。本実施例で作製した導波路が比較例の導波
路よりも伝搬損失の値が低いのは、表１に示したように
導波層の膜状態での損失が低いためであることは言うま
でもない。また、本実施例で作製した導波路を、長さ
３.０ｍｍに切断し、両端にファイバ偏光子を接続し
て、導波路型光アイソレータとして特性を評価したとこ
ろ、いずれの素子もアイソレーション２０dＢ以上、挿
入損失１dＢ以下の値を示し、従来法で作製した導波路
では達成することができないアイソレーションが高く、
挿入損失が極めて小さい導波路型光アイソレータとして
実用に供する値を示すことが確認できた。

【０００９】〈実施例２〉本実施例においては、図２に
示すごとく、基板１の材料としてＧＧＧを用い、コア部
２、下部クラッド層３、上部クラッド層４の材料として
ＬＰＥ法によって成長したＹＬＩＧＧを用いた。コア幅
２〜４.５μｍ、コア高さ４.０μｍ、コア部２と上部、
下部の各クラッド層４、３の設計屈折率差が０.００５
５の埋め込み型ガーネット導波路を作製した。本実施例
では、ＹＬＩＧＧの成長に、実施例１と同じＬa₂Ｏ₃、
Ｙ₂Ｏ₃、Ｆe₂Ｏ₃、Ｇa₂Ｏ₃、ＰbＯおよびＢ₂Ｏ₃の成分
からなるメルトを用いた。この際、コア部２を構成する
導波層５のＹＬＩＧＧの成長には、Ｌa₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、
Ｆe₂Ｏ₃、Ｇa₂Ｏ₃、ＰbＯ、Ｂ₂Ｏ₃が重量比で、０.１９
６：０.７０１：７.０９７：０.１７０：１００：２.４
５１の組成のメルトを用い、各クラッド層４、３のＹＬ
ＩＧＧの成長にメルトとしてＬa₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、Ｆe
₂Ｏ₃、Ｇa₂Ｏ₃、ＰbＯ、Ｂ₂Ｏ₃が重量比で、０.１８
６：０.７００：７.０３４：０.２５５：１００：２.４
５０の組成のメルトを用いることによって、両者の屈折
率差を設計値である０.００５５に容易に設定すること
ができた。この際、屈折率差を、任意の値にすることも
メルトの組成を変えることにより容易に実現できること
は言うまでもない。導波層５の成長温度は８９９℃、各
クラッド層４、３の成長温度は８９４℃とした。また、
下部クラッド層３、上記クラッド層４、導波層５の厚さ
をそれぞれ６μｍ、６μｍ、４μｍとした。本実施例で
は、マスク７としてＴa（タンタル）層と有機物層から
なる２層マスクの直線パターンを用い、Ａrイオンビー
ムエッチングによりコア部２を形成した。また、マスク
７の除去には酸素プラズマアッシングを用いた。図６
は、磁場２０Ｏeを導波光に平行に印加して測定した本
実施例で作製した埋め込み型ガーネット導波路の波長
１.５５μｍでの非相反モード変換効率を示したもので
ある。図６から明らかなように本実施例で作製した導波
路は、いずれのコア幅の導波路も導波路型磁気光学デバ
イス用の導波路として使用するのに十分な９９％以上の
高い変換効率を示した。また、本実施例により作製した
すべての導波路は、導波層の成長を８９９℃という高い
温度でＬＰＥ成長を行ったので、実施例１と同様に鉛や
微結晶の膜中への取り込みが避けられ、いずれのコア幅
の導波路も伝搬損失が導波路型磁気光学デバイス用の導
波路として使用するのに十分な０.５dＢ／cｍ以下の低
い値を示した。これらのモード変換効率および伝搬損失
の値は、従来法で作製した本実施例と同様の仕様のＹＬ
ＩＧＧ埋め込み型ガーネット導波路の値（変換効率２８
％、伝搬損失２dＢ／cｍ）よりも大幅に優れた値を得る
ことができた。本実施例のガーネット３次元導波路のニ
アフィールドパターンをビデオモニターで観測した結
果、設計どおりの０次モードのみが伝搬されることが確
認され、設計どおりにコア部２と各クラッド層４、３の
屈折率差を制御できていることが実証された。また、本
実施例で作製した導波路を、長さ２.８ｍｍに切断し、
両端にファイバ偏光子を接続して、導波路型光アイソレ
ータとしての特性を評価したところ、いずれの素子にお
いてもアイソレーション２５dＢ以上、挿入損失１dＢ
以下の値を示し、従来法で作製した導波路では達成する
ことのできない導波路型光アイソレータとして実用に供
する値を示すことが確認された。

【００１０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
るガーネット導波路の作製方法は、コア部またはリッジ
部と、各種のクラッド層を異なる組成のメルトを用いて
ＬＰＥ成長することにより、作製した導波路の非相反モ
ード変換効率を、従来の一種類の組成のメルトを用いて
成長温度により屈折率を制御する作製方法に比べ飛躍的
に向上させることができ、また従来の作製方法において
は実現できなかった導波路型磁気光学デバイス用の導波
路に適用するために最低必要とされる９６％以上の高い
変換効率を容易に得られるという利点がある。また、本
発明のガーネット導波路の作製方法は、作製した導波路
の伝搬損失が従来の方法で作製した導波路の伝搬損失に
比べ大幅に低減され、従来の作製方法による導波路では
実現できなかった導波路型磁気光学デバイス用の導波路
に適用するための最低限必要とされる１dＢ／cｍ以下と
いう極めて小さな伝搬損失の値を容易に得ることができ
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガーネット導波路の代表的な構成を示
す模式図で、（ａ）は埋め込み型、（ｂ）はリブ型の導
波路の構成を示す模式図。

【図２】本発明の実施例２で示した埋め込み型のガーネ
ット導波路の作製工程を示す図。

【図３】本発明の実施例１で示したリブ型のガーネット
導波路の作製工程を示す図。

【図４】本発明の実施例１で示したリブ型のガーネット
導波路のリッジ幅と波長１.５５μｍでの非相反モード
変換効率との関係を示すグラフ。

【図５】本発明の実施例１で示したリブ型のガーネット
導波路のリッジ幅と伝搬損失の関係を示すグラフ。

【図６】本発明の実施例２で示した埋め込み型のガーネ
ット導波路のコア幅と非相反モード変換効率との関係を
示すグラフ。

【符号の説明】

１…基板２…コア部３…下部クラッド層４…上部クラッド層５…導波層６…リッジ部７…マスク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の基板上に、ランタンとガリウムとイ
ットリウムを含む鉄ガーネット材料よりなる光束の伝搬
部位と閉じ込め部位を有するガーネット導波路の作製方
法において、上記光束の伝搬部位は、上記ランタンとガ
リウムとイットリウムを含む所定組成の融液を用いて液
相エピタキシャル成長により導波層を堆積した後、エッ
チングにより所望の形状に加工する工程を用いて形成
し、上記光束の閉じ込め部位は、上記光束の伝搬部位の
形成に用いた融液とは異なる組成のランタンとガリウム
とイットリウムを含む融液を用いて、液相エピタキシャ
ル成長により各種のクラッド層を堆積して、上記光束の
伝搬部位と閉じ込め部位に屈折率差を与える工程を、少
なくとも含むことを特徴とするガーネット導波路の作製
方法。