JPH079490B2 - 厚膜導波路 - Google Patents

厚膜導波路

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JPH079490B2
JPH079490B2 JP59194328A JP19432884A JPH079490B2 JP H079490 B2 JPH079490 B2 JP H079490B2 JP 59194328 A JP59194328 A JP 59194328A JP 19432884 A JP19432884 A JP 19432884A JP H079490 B2 JPH079490 B2 JP H079490B2
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孝夫 塩田
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/14Mode converters

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、基板型の導波路に関し、特に、分岐・結合
素子として構成される厚膜導波路に関する。
(ロ)従来技術 基板型の導波路は、その構造上、正確に大量生産できる
ことから、分岐・結合素子として期待されている。とこ
ろで、光信号の分岐または結合を行なう素子としては、
モード励振の分布依存性による分岐比の不安定性の問題
がある。すなわち、この導波素子への光信号の入射位置
が微妙に異なると、分岐比が大きく変化してしまう。
これを防止するためには、導波素子中にモードスクラン
ブラを含むようにすればよいが、導波素子を長くする訳
にはいかないので、通常のモードスクランブラと異な
り、この導波素子中でモードスクランブラを短い距離で
達成する必要があり、簡単には実現できない。
(ハ)目的 この発明は、短い距離で実現されたモードスクランブラ
を含むことによって、分岐比の安定化した分岐器として
機能する厚膜導波路を提供することを目的とする。
(ニ)構成 この発明によれば、基板上または基板中に導波路が形成
されてなる厚膜導波路において、上記導波路は、光の入
射部と、該入射部に連続しており、光の伝搬方向にいく
にしたがい断面積が小さくなるように形成され、伝搬さ
れた光の高次モードを除去する高次モード除去部と、該
高次モード除去部に連続するように設けられ、該高次モ
ード除去部から伝搬された低次モードの光を高次モード
の光に変換するための、光路のほぼ中心軸上に位置しか
つ光の伝搬方向に略直角となるように形成された光路遮
断面を有するモード変換部と、該低次モードの光から高
次モードの光へのモード変換部における光路のほぼ中心
軸上に位置する光路遮断面を挟むように光路の両脇にお
いて上記モード変換部に接続された2つの光の出射部を
持つ分岐部とからなることが特徴となっている。
(ホ)実施例 この発明の一実施例にかかる厚膜導波路は、第1図およ
び第2図A、B、Cに示すように、基板1と、この上に
形成された導波路(コア部)2と、さらにこのコア部2
を囲むクラッド部3とからなり、導波路2には、2つの
入射部21、22と、結合部23と、分岐部24と、2つの出射
部25、26とが設けられて、入射した2つの光信号を一旦
結合した後2つに分岐する単方向の2×2カプラとして
構成されている。
結合部23と分岐部24との間には、結合部23から光の伝搬
方向にいくにしたがい断面積が小さくなるように形成さ
れた断面積減少部27が設けられている。ここで、結合部
23は断面積減少部27に対しては光の入射部となっている
(これに対して入射部21、22は光デバイスとしての厚膜
導波路についての光の入射部ということになる)。さら
に、分岐部24には、光路のほぼ中心軸上に位置しかつ光
の伝搬方向に略直角となるように形成された光路遮断面
28が設けられている。この光路のほぼ中心軸上に位置す
る光路遮断面28を挟むように光路の両脇において2つの
光の出射部25、26が設けられている。出射部25、26と断
面積減少部27とは、光の伝搬方向より見た場合、それら
の断面が第2図Cに示すように半分程度重なっている。
このような構造において、2つの入射部21、22に入射し
た光は結合部23において交わり、つぎに断面積減少部27
を通ることになる。ここで、断面積減少部27は、結合部
23から光の伝搬方向にいくにしたがい断面積が小さくな
るように形成されているため、伝搬光における高次モー
ドの光が除去される。したがって、光の伝搬方向にいく
にしたがい断面積が小さくなる断面積減少部27は高次モ
ード除去部として機能することになる。この高次モード
が除去され低次モードのみとされた光は、次いで光路の
ほぼ中心軸上に位置しかつ光の伝搬方向に略直角となる
ように形成された光路遮断面28に衝突することになり、
この光路遮断面28で遮断される。これにより、低次モー
ドの光は高次モードの光に変換される。そのため、この
部分をモード変換部と呼ぶことができる。光路のほぼ中
心軸上に位置する光路遮断面28を挟むように光路の両脇
において2つの出射部25、26が設けられており、これら
2つの出射部25、26がモード変換部に接続されているた
め、上記のようにして高次モードの光に変換された光は
2つの出射部25、26に分配される。このように、断面積
減少部27でいったん高次モードの光を除去して低次モー
ドの光のみとした後、光路遮断面28を有するモード変換
部でこの低次モードの光を高次モードの光に変換し、そ
の後2つの出射部25、26から出射させるようにしている
ので、モード励振の分布依存性による分岐比の不安定性
の問題が生じない。つまり、入射部21、22に対する光信
号の入射位置がずれることにより、断面積減少部27にと
って光入射部として機能する光結合部23に対する光信号
の入射位置が多少異なることになったとしても、2つの
出射部25、26から出射する光の分岐比が変化することを
抑えることができる。この場合、いったん高次モードの
光を除去した後この低次モードの光を高次モードの光に
変換するという構成をとっているため、短い距離でモー
ドスクランブラが実現されたことになり、光デバイスと
しての基板型厚膜導波路のサイズを小さくできる。
第1図、第2図A〜Cは入出射が1方向(第1図の左か
ら右方向)にしかできない単方向の2×2のカプラであ
るが、入出射が双方向から行なえる双方向2×2カプラ
の場合は導波路2のパターンを第3図のようにし、ま
た、単方向の1×4のカプラの場合は第4図のようなパ
ターンとする。
これらの厚膜導波路は、たとえば次のようにして製造で
きる。まず、石英またはシリコンの基板1の上にSiO2
をCVD法(化学気相堆積法)により形成する。このSiO2
膜は後に形成されるSiO2膜とともにクラッド部3をな
す。次に、同じくCVD法によりGeO2を12重量%含む比屈
折率差1%程度のSiO2−GeO2ガラス層を積層する。この
SiO2−GeO2ガラス層は導波路のコア部2をなすもので、
接続される光ファイバのコア径に適合するよう50μmま
たは80μm程度の厚さに形成させられる。次に導波路パ
ターンに合わせてフォトリソグラフィ技術を用いて第1
図、第3図、第4図等に示したようなパターンのコア部
2を形成する。その後、CVD法によりSiO2膜を積層す
る。このSiO2膜は最初に形成したSiO2膜とともにクラッ
ド部3をなす。そして最後に、基板1の入出射側両端に
入出力用光ファイバの接続部(図示しない)を形成す
る。
次に、単方向2×2カプラを第5図A、Bに示すような
寸法でCVD法により作ってみた。具体的には、基板1と
して直径2インチのSiO2ウエハを用い、このSiO2上に屈
折率1.474のSiO2−GeO2膜を厚さ50μmに積層し、次い
で、フォトリソグラフィ技術により第5図Aのような寸
法のパターンが残るように反応性イオン・エッチングに
よりSiO2−GeO2膜を除去し、その後、SiO2のクラッド部
3を設け、導波路2を構成した。
こうして作った単方向2×2カプラの分岐比特性を測定
したところ、第6図のようなデータが得られた。すなわ
ち、第5図に示す単方向2×2カプラにおいて、第5図
Aの矢印(IN)に示すように一方(下側)の入射部から
のみ光を入射させる。このとき、2つの光出射部からそ
れぞれ出射光OUT1、OUT2が得られる。そこで、この2つ
の出射光OUT1、OUT2の強度を、入射光INの位置を入射部
に対して変化させて測定する。入射光INの位置につき、
第5図Aに示すように入射部の中心を原点(0)とし、
上側をプラス、下側をマイナスの入射位置とする。この
入射位置を−60μm〜+60μmまでの範囲でずらしたと
きの出射光OUT1、OUT2の強度が第6図のように測定でき
た。この第6図から、入射位置がずれた場合、2つの出
射光OUT1、OUT2の強度は同じように変化し、それら2つ
の出射光OUT1、OUT2の間で強度が大きく異なることがな
い、つまり分岐比が大きく変化することがないことがわ
かる。
参考例として、従来構造の単方向2×2カプラを第7図
A、Bの寸法で作製し、同様に分岐比特性を測定したと
ころ第8図のようなデータが得られた。ここでも、第7
図Aに示すように一方(下側)の入射部からのみ入射光
INを入射させ、その入射位置をずらしながら、2つの光
出射部からの出射光OUT1、OUT2の強度を測定している。
これにより得られたデータ(第8図)からは、光が入射
する(下側の)入射部と同じ側(下側)の出射光OUT2に
ついては、入射位置が中心(0)付近でピークを持つ単
峰性の特性となっているが、光が入射する(下側の)入
射部と反対側(上側)の出射光OUT1については、入射位
置が中心(0)付近ではかえって減少し、中心より両側
に20〜30μmほどずれた入射位置でそれぞれピークを持
つ双峰性の特性となっていることがわかる。この場合、
中心より両側に20μmほどずれた位置に入射位置を定め
ると、2つの出射光OUT1、OUT2の強度が同じになるが、
中心付近に入射位置を定めるとOUT2が大きくてOUT1が小
さくなり、中心より両側に20μmを越えてずらすように
入射位置を定めると逆にOUT1が大きく、OUT2が小さくな
る。このように、光を入射させる位置に応じて2つの出
射光OUT1、OUT2の強度の比(分岐比)が大きく変化す
る。
これら第6図と第8図のデータを比較すると、分岐損失
の付加損失は、波長1.3μmで、第5図のものが1.1dB、
第7図のものが0.3dBとなり、第5図の方が少し大きい
が、第6図と第8図との比較により、入射位置に対する
各出力間の出射光強度の変化が非常に少なくなっている
ことが実際に検証された。
(ヘ)効果 この発明によれば、光の入射部に連続していてこれから
光の伝搬方向にいくにしたがい断面積が小さくなる断面
積減少部を持つ高次モード除去部でいったん高次モード
を除去し、その後、光路のほぼ中心軸上に位置しかつ光
の伝搬方向に略直角となるように形成された光路遮断面
により低次モードの光波を高次モードの光波に変換して
いるため、短い距離でモードスクランブラを実現でき
る。そして、上記の光路のほぼ中心軸上に位置する光路
遮断面を挟むように光路の両脇において2つの出射部が
設けられているため、上記のモード変換された高次モー
ドの光波が、これら出射部に均等に分配されることとな
り、入射位置に対する各出力間の出射光強度の変化を少
なくできて、光の入射位置に対して分岐比を安定化でき
る。しかも、簡単な構造で、他の種々の光素子と集積化
することも容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の概略平面図、第2図A、
B、Cはそれぞれ第1図のAA線、BB線、CC線で切断した
断面図、第3図および第4図は他の実施例の概略平面
図、第5図A、Bは実験例の寸法を示すためのもので第
5図Aは平面図、第5図Bは第5図Aの左側の側面図、
第6図は第5図A、Bにより得られた分岐比特性データ
を示すグラフ、第7図A、Bは従来の参考例の寸法を示
すためのもので第7図Aは平面図、第7図Bは第7図A
の左側の側面図、第8図は第7図A、Bにより得られた
分岐比特性データを示すグラフである。 1……基板、2……導波路(コア部) 3……クラッド部、21、22……入射部 23……結合部、24……分岐部 25、26……出射部、27……断面積減少部 28……光路遮断面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上または基板中に導波路が形成されて
    なる厚膜導波路において、上記導波路は、光の入射部
    と、該入射部に連続しており、光の伝搬方向にいくにし
    たがい断面積が小さくなるように形成され、伝搬された
    光の高次モードを除去する高次モード除去部と、該高次
    モード除去部に連続するように設けられ、該高次モード
    除去部から伝搬された低次モードの光を高次モードの光
    に変換するための、光路のほぼ中心軸上に位置しかつ光
    の伝搬方向に略直角となるように形成された光路遮断面
    を有するモード変換部と、該低次モードの光から高次モ
    ードの光へのモード変換部における光路のほぼ中心軸上
    に位置する光路遮断面を挟むように光路の両脇において
    上記モード変換部に接続された2つの光の出射部を持つ
    分岐部とからなることを特徴とする厚膜導波路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62288802A (ja) * 1986-06-09 1987-12-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 石英系光導波路の製造方法
US4991926A (en) * 1990-04-06 1991-02-12 Litton Systems, Inc. Integrated optics decorrelator
JPH07198972A (ja) * 1993-12-28 1995-08-01 Hitachi Cable Ltd Y分岐光導波路
JP3448518B2 (ja) * 1999-07-30 2003-09-22 古河電気工業株式会社 アレイ導波路回折格子
JP2001235645A (ja) * 2000-02-25 2001-08-31 Furukawa Electric Co Ltd:The 光導波回路
JP2003329986A (ja) 2002-05-15 2003-11-19 Fujitsu Ltd 光変調器および光導波路デバイス
WO2005017588A1 (en) 2003-08-19 2005-02-24 Ignis Technologies As Integrated optics spot size converter and manufacturing method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51124939A (en) * 1975-04-24 1976-10-30 Nippon Serufuotsuku Kk Integrated light move leading pass apparatus

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