JPH09292539A - 導波路形コリメータ - Google Patents
導波路形コリメータInfo
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- JPH09292539A JPH09292539A JP13075896A JP13075896A JPH09292539A JP H09292539 A JPH09292539 A JP H09292539A JP 13075896 A JP13075896 A JP 13075896A JP 13075896 A JP13075896 A JP 13075896A JP H09292539 A JPH09292539 A JP H09292539A
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- silica
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Abstract
(57)【要約】
【課題】石英導波路に低損失でフィルタ又は偏光子を挿
入したデバイスの提供。 【解決手段】石英導波路に形成されているコアの方向に
対し垂直にかつ横切って切断する溝を加工する。次に、
この石英導波路をガラスエッチング液に浸し、コアクラ
ッドの材料であるガラスのエッチングを行う。その際、
コアよりもクラッドのエッチング速度が早いためコア部
分が突出する。エッチング直後のコアは先端が尖ってい
るのでコア先端を加熱で丸くしレンズを形成する。石英
導波路を伝搬した光は、端面から出射される際、上述の
レンズを介して収束される。
入したデバイスの提供。 【解決手段】石英導波路に形成されているコアの方向に
対し垂直にかつ横切って切断する溝を加工する。次に、
この石英導波路をガラスエッチング液に浸し、コアクラ
ッドの材料であるガラスのエッチングを行う。その際、
コアよりもクラッドのエッチング速度が早いためコア部
分が突出する。エッチング直後のコアは先端が尖ってい
るのでコア先端を加熱で丸くしレンズを形成する。石英
導波路を伝搬した光は、端面から出射される際、上述の
レンズを介して収束される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用光デバイ
スに関し、特に、石英系導波路形コリメータに関する。
スに関し、特に、石英系導波路形コリメータに関する。
【０００２】
【従来の技術】導波路の光路にフィルタあるいは偏光子
を挿入する場合、端面から出射された光を極力受け側導
波路で捕捉するために、従来、図６に示すように、石英
系導波路（単に「石英導波路」という）に極力狭い幅、
具体的には約２０μｍ以下の幅で溝１−ｃを加工し、溝
幅以下の厚みのフィルタ、あるいは偏光子を挿入してい
た。
を挿入する場合、端面から出射された光を極力受け側導
波路で捕捉するために、従来、図６に示すように、石英
系導波路（単に「石英導波路」という）に極力狭い幅、
具体的には約２０μｍ以下の幅で溝１−ｃを加工し、溝
幅以下の厚みのフィルタ、あるいは偏光子を挿入してい
た。
【０００３】また、図７のように、石英導波路コア１−
ａを加熱することにより、コアを拡大するとともに、Ｎ
Ａ（開口数）を小さくして、出射角を小さく、且つ受け
側の受光可能面積を拡大する方法が採られていた。
ａを加熱することにより、コアを拡大するとともに、Ｎ
Ａ（開口数）を小さくして、出射角を小さく、且つ受け
側の受光可能面積を拡大する方法が採られていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】石英導波路のコアに閉
じこめられて伝搬する光は、端面において、放射状に光
が出射される。ちなみに、放射角度は、コア１−ａとク
ラッド１−ｂとの屈折率の差によって定まる開口数（Ｎ
Ａ）により決められる。
じこめられて伝搬する光は、端面において、放射状に光
が出射される。ちなみに、放射角度は、コア１−ａとク
ラッド１−ｂとの屈折率の差によって定まる開口数（Ｎ
Ａ）により決められる。
【０００５】この放射された光は、向かい合うコアによ
り捕捉されるが、溝１−ｃの幅が広がるに従って、放射
される光量に対し対峙するコアで捕捉される光量が小さ
くなるため、そこ（溝）で発生する損失は大きくなる。
り捕捉されるが、溝１−ｃの幅が広がるに従って、放射
される光量に対し対峙するコアで捕捉される光量が小さ
くなるため、そこ（溝）で発生する損失は大きくなる。
【０００６】このように溝加工された石英導波路の光路
に、フィルタあるいは偏光子を挿入する場合には、以下
の問題点があった。
に、フィルタあるいは偏光子を挿入する場合には、以下
の問題点があった。
【０００７】１）加工するべき溝幅が狭く、加工が困難
である。すなわち、通常、このような溝加工は高速ブレ
ードソーを用いるが、狭い溝を加工するには、薄いブレ
ードを使用する必要があり、破損し易く、また高度な技
術が必要である。
である。すなわち、通常、このような溝加工は高速ブレ
ードソーを用いるが、狭い溝を加工するには、薄いブレ
ードを使用する必要があり、破損し易く、また高度な技
術が必要である。
【０００８】２）上記従来の方法での溝加工では、加工
溝の端面が平坦であり、端面のコアから出射されるビー
ム（図７の４−ａ）は、放射状となり、収束することが
無いため、溝の幅が広くなるにつれ、挿入損失が大きか
った。
溝の端面が平坦であり、端面のコアから出射されるビー
ム（図７の４−ａ）は、放射状となり、収束することが
無いため、溝の幅が広くなるにつれ、挿入損失が大きか
った。
【０００９】３）また、加熱によるコア拡大を行って
も、出射ビームは収束はしないため、溝幅をあまり広く
取れなかった。
も、出射ビームは収束はしないため、溝幅をあまり広く
取れなかった。
【００１０】従って、本発明は、上記問題点に鑑みてな
されたものであって、その目的は、石英導波路に低損失
でフィルタ又は偏光子を挿入した光デバイスを提供する
ことにある。
されたものであって、その目的は、石英導波路に低損失
でフィルタ又は偏光子を挿入した光デバイスを提供する
ことにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、クラッドと、該クラッドよりも屈折率の
高いコアと、を有する光導波路において、前記コアの直
線軸を横切って前記コアの直線軸に対して垂直方向に溝
を加工し、互いに対向するコアの端面において前記コア
を突出させて凸レンズ状に加工してなることを特徴とす
る石英系導波路形コリメータを提供する。
め、本発明は、クラッドと、該クラッドよりも屈折率の
高いコアと、を有する光導波路において、前記コアの直
線軸を横切って前記コアの直線軸に対して垂直方向に溝
を加工し、互いに対向するコアの端面において前記コア
を突出させて凸レンズ状に加工してなることを特徴とす
る石英系導波路形コリメータを提供する。
【００１２】本発明においては、好ましくは、エッチン
グ液に浸すことにより前記コア端面を突出させる。
グ液に浸すことにより前記コア端面を突出させる。
【００１３】本発明においては、好ましくは端面の突出
したコアを加熱により、先端を丸くし、レンズ効果、す
なわち集光機能を持たせる。
したコアを加熱により、先端を丸くし、レンズ効果、す
なわち集光機能を持たせる。
【００１４】また、本発明においては、上記した石英導
波路形コリメータの間に誘電体多層膜を挿入して構成さ
れる。
波路形コリメータの間に誘電体多層膜を挿入して構成さ
れる。
【００１５】また、本発明においては、上記した石英導
波路形コリメータの間に薄膜形偏光子を挿入して構成さ
れる。
波路形コリメータの間に薄膜形偏光子を挿入して構成さ
れる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に説明
する。石英導波路は、低屈折率のクラッドと高屈折率の
コアとから構成される。石英導波路に入射された光は、
コアとクラッドの界面で反射を繰り返しながら伝搬す
る。
する。石英導波路は、低屈折率のクラッドと高屈折率の
コアとから構成される。石英導波路に入射された光は、
コアとクラッドの界面で反射を繰り返しながら伝搬す
る。
【００１７】本発明は、その好ましい実施の形態におい
て、石英導波路に形成されている直線上のコアに対し垂
直にかつコアを横切る方向に溝を加工する。直線上のコ
アに溝切り加工を施すのであるから、コア軸のズレが無
く、軸調心の必要がない。
て、石英導波路に形成されている直線上のコアに対し垂
直にかつコアを横切る方向に溝を加工する。直線上のコ
アに溝切り加工を施すのであるから、コア軸のズレが無
く、軸調心の必要がない。
【００１８】次に、この石英導波路をガラスエッチング
液に浸し、コア及びクラッドの材料であるガラスのエッ
チングを行う。その際、コアよりもクラッドの方がエッ
チング速度が早いため、コア部分が突出する。すなわ
ち、エッチング直後のコアは先端が尖っている。そこ
で、コア先端を加熱により丸くし、レンズを形成する。
液に浸し、コア及びクラッドの材料であるガラスのエッ
チングを行う。その際、コアよりもクラッドの方がエッ
チング速度が早いため、コア部分が突出する。すなわ
ち、エッチング直後のコアは先端が尖っている。そこ
で、コア先端を加熱により丸くし、レンズを形成する。
【００１９】石英導波路を伝搬した光は、端面から出射
される際、上述のレンズを介して収束される。
される際、上述のレンズを介して収束される。
【００２０】レンズの焦点距離は、レンズの曲率が大き
くなるにつれ、長くなる。この曲率の調節は、コアの突
出量、即ちエッチング速度と加熱時間により行う。
くなるにつれ、長くなる。この曲率の調節は、コアの突
出量、即ちエッチング速度と加熱時間により行う。
【００２１】上記した本発明の実施の形態を実施例に即
してより具体的に説明する。図１は、本発明の一実施例
の構成を示す斜示図である。図１において、１−ａは石
英導波路コア、１−ｂは石英導波路クラッド、２は光フ
ァイバ、３は固定ブロックを示している。
してより具体的に説明する。図１は、本発明の一実施例
の構成を示す斜示図である。図１において、１−ａは石
英導波路コア、１−ｂは石英導波路クラッド、２は光フ
ァイバ、３は固定ブロックを示している。
【００２２】本実施例では、石英導波路は、シリコン
（Ｓｉ）上に石英を堆積させて合成している。石英導波
路の合成方法は、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ（tetraethylorthos
ilicate-化学気相成長法）、プラズマ−ＣＶＤ、火炎堆
積法、電子ビーム蒸着法等で合成する。
（Ｓｉ）上に石英を堆積させて合成している。石英導波
路の合成方法は、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ（tetraethylorthos
ilicate-化学気相成長法）、プラズマ−ＣＶＤ、火炎堆
積法、電子ビーム蒸着法等で合成する。
【００２３】石英導波路は、屈折率の低い石英導波路ク
ラッド１−ｂと屈折率の高い石英導波路コア１−ａとか
ら構成され、光は、石英導波路コア１−ａに閉じこめら
れて伝搬する。
ラッド１−ｂと屈折率の高い石英導波路コア１−ａとか
ら構成され、光は、石英導波路コア１−ａに閉じこめら
れて伝搬する。
【００２４】この石英導波路コア１−ａを切断するよう
に溝加工する。その際、石英導波路コア１−ａの長手方
向の軸に対し端面が垂直となるようにする。
に溝加工する。その際、石英導波路コア１−ａの長手方
向の軸に対し端面が垂直となるようにする。
【００２５】切断された石英導波路端面は、ガラスエッ
チング液、より具体的には、バッファードフッ酸に浸
す。その際、端面以外の部分がエッチングされないよう
に、端面以外の部分に紫外線硬化形樹脂を塗布、硬化し
て保護膜とする。
チング液、より具体的には、バッファードフッ酸に浸
す。その際、端面以外の部分がエッチングされないよう
に、端面以外の部分に紫外線硬化形樹脂を塗布、硬化し
て保護膜とする。
【００２６】エッチングが進行するにつれ、導波路端面
が浸食される。その際、石英導波路コア１−ａと石英導
波路クラッド１−ｂで成分に違いがあり、石英導波路コ
ア１−ａよりも石英導波路クラッド１−ｂの方が先にエ
ッチングされる。
が浸食される。その際、石英導波路コア１−ａと石英導
波路クラッド１−ｂで成分に違いがあり、石英導波路コ
ア１−ａよりも石英導波路クラッド１−ｂの方が先にエ
ッチングされる。
【００２７】突出するコアの量はエッチング時間に依存
するため、適当な時間で終了させる。本実施例では、３
０分間バッファードフッ酸に浸した。
するため、適当な時間で終了させる。本実施例では、３
０分間バッファードフッ酸に浸した。
【００２８】エッチング直後の石英導波路コア１−ａの
突出部分の形状は、先端が鋭角に尖った形状となってお
り、先端をバーナにて加熱する。加熱により溶融したコ
ア先端部は、表面張力で球状となる。
突出部分の形状は、先端が鋭角に尖った形状となってお
り、先端をバーナにて加熱する。加熱により溶融したコ
ア先端部は、表面張力で球状となる。
【００２９】この曲率が小さい場合には、向かい合った
溝の端面間に焦点を結ぶが、曲率が大きいと、図５に示
すように、端面から出射した光は、焦点を結ぶことな
く、放射されてしまう。
溝の端面間に焦点を結ぶが、曲率が大きいと、図５に示
すように、端面から出射した光は、焦点を結ぶことな
く、放射されてしまう。
【００３０】従って、溝１−ｃの幅に対し、適当な曲率
となるように制御する必要がある。すなわち、図４を参
照して、石英導波路端面からの出射ビーム４−ａが一番
細くなる点、すなわち、ビームウエスト４−ｂを向かい
合う端面の中間に位置させることで、出射されたビーム
４−ａが効率良く、受け側で捕捉され、挿入損失の少な
いコリメート系が得られる。
となるように制御する必要がある。すなわち、図４を参
照して、石英導波路端面からの出射ビーム４−ａが一番
細くなる点、すなわち、ビームウエスト４−ｂを向かい
合う端面の中間に位置させることで、出射されたビーム
４−ａが効率良く、受け側で捕捉され、挿入損失の少な
いコリメート系が得られる。
【００３１】本発明の実施例は、直線上のコアに溝切り
加工を施すので、軸ずれが無く、調心の必要がない。
加工を施すので、軸ずれが無く、調心の必要がない。
【００３２】再び図１を参照して、石英導波路の入射側
及び出射側には、光ファイバ２を結合する。
及び出射側には、光ファイバ２を結合する。
【００３３】光ファイバ２は、Ｖ溝を有する固定ブロッ
ク３に挟み、光ファイバ２と一緒に先端面を研磨し、石
英導波路に接着固定する。その際、光ファイバ２のコア
と石英導波路コア１−ａを互いに合わせる必要がある。
ク３に挟み、光ファイバ２と一緒に先端面を研磨し、石
英導波路に接着固定する。その際、光ファイバ２のコア
と石英導波路コア１−ａを互いに合わせる必要がある。
【００３４】このコリメート系には種々の光学部品が低
損失で挿入できる。
損失で挿入できる。
【００３５】図２は、上述のコリメート系に、厚み約１
００μｍのフィルタ５を挿入した例を示したものであ
り、０．２ｄＢという低損失で挿入が可能とされてい
る。
００μｍのフィルタ５を挿入した例を示したものであ
り、０．２ｄＢという低損失で挿入が可能とされてい
る。
【００３６】一方、図６に示したような、従来の方法で
は、フィルタ５の挿入により約４ｄＢの損失となってし
まう。
は、フィルタ５の挿入により約４ｄＢの損失となってし
まう。
【００３７】図３は、上記した実施例に係るコリメート
系に偏光子を挿入した例を示したものである。偏光子と
しては例えば製品名ポーラコア等の薄膜型偏光子が用い
られる。この場合にも偏光子を低損失で挿入することが
できる。
系に偏光子を挿入した例を示したものである。偏光子と
しては例えば製品名ポーラコア等の薄膜型偏光子が用い
られる。この場合にも偏光子を低損失で挿入することが
できる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば下
記記載の効果を有する。
記記載の効果を有する。
【００３９】本発明の第１の効果は、加工する溝の幅を
広く確保でき、このため厚いブレードの使用が可能とさ
れ、溝加工を容易とするということである。
広く確保でき、このため厚いブレードの使用が可能とさ
れ、溝加工を容易とするということである。
【００４０】本発明の第２の効果は、加工された溝にコ
アから出射される光は、端面に形成されたレンズで高い
効率にて、対向するコアに光を受け渡すことが可能とな
り、損失（散乱損失、挿入損失）が小さいということで
ある。この結果、フィルタや偏光子を低損失で挿入する
ことができる。
アから出射される光は、端面に形成されたレンズで高い
効率にて、対向するコアに光を受け渡すことが可能とな
り、損失（散乱損失、挿入損失）が小さいということで
ある。この結果、フィルタや偏光子を低損失で挿入する
ことができる。
【図１】本発明の一実施例に係る導波路形コリメータの
斜視図である。
斜視図である。
【図２】本発明の一実施例に係るコリメータ系にフィル
タを挿入した概略図である。
タを挿入した概略図である。
【図３】本発明の一実施例に係るコリメータ系に偏光子
を挿入した概略図である。
を挿入した概略図である。
【図４】本発明の一実施例を説明するための図であり、
コリメータで焦点が端面間の中間にある場合を示す図で
ある。
コリメータで焦点が端面間の中間にある場合を示す図で
ある。
【図５】本発明の一実施例を説明するための図であり、
コリメータで曲率が大きい場合を示す図である。
コリメータで曲率が大きい場合を示す図である。
【図６】従来の石英導波路にフィルタを挿入した概略図
である。
である。
【図７】従来の石英導波路に熱拡大コアを持たせ、フィ
ルタを挿入した概略図である。
ルタを挿入した概略図である。
１−ａ 石英導波路コア １−ｂ 石英導波路クラッド １−ｃ 溝 １−ｄ レンズ部 ２ 光ファイバ ３ 固定ブロック ４−ａ 出射ビーム ４−ｂ ビームウエスト ５ フィルタ ６ 偏光子 ７ 熱拡大コア部分
Claims (6)
- 【請求項１】クラッドと、該クラッドよりも屈折率の高
いコアと、を有する光導波路において、 前記コアの直線軸を横切って前記コアの直線軸に対して
垂直方向に溝を加工し、互いに対向するコアの端面にお
いて前記コアを突出させて凸レンズ状に加工してなるこ
とを特徴とする石英系導波路形コリメータ。 - 【請求項２】エッチング液に浸すことにより、前記コア
端面を突出させたことを特徴とする請求項１記載の石英
系導波路形コリメータ。 - 【請求項３】前記端面の突出したコアが、加熱により先
端が丸くされてレンズ効果を具備したことを特徴とする
請求項１又は２記載の石英系導波路形コリメータ。 - 【請求項４】請求項１記載の石英系導波路形コリメータ
の間に誘電体多層膜を挿入したことを特徴とする石英系
導波路形コリメータ。 - 【請求項５】請求項１記載の石英系導波路形コリメータ
の間に薄膜形偏光子を挿入したことを特徴とする石英系
導波路形コリメータ。 - 【請求項６】前記コア突出部の突出量が、前記エッチン
グ速度と前記加熱の時間とにより所望の値に設定された
ことを特徴とする請求項３記載の石英系導波路形コリメ
ータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13075896A JPH09292539A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 導波路形コリメータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13075896A JPH09292539A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 導波路形コリメータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09292539A true JPH09292539A (ja) | 1997-11-11 |
Family
ID=15041955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13075896A Pending JPH09292539A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 導波路形コリメータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09292539A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010526344A (ja) * | 2007-05-02 | 2010-07-29 | ホーヤ コーポレイション ユーエスエイ | 光導波路及び他の光導波路、部品、装置間の自由空間伝播用光学素子 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06160675A (ja) * | 1992-11-20 | 1994-06-07 | Nec Corp | 光結合器とその製造方法 |
| JPH06167627A (ja) * | 1992-11-30 | 1994-06-14 | Hitachi Cable Ltd | レンズ機能付きガラス導波路の製造方法およびそれを用いたｌｄアレイモジュール |
| JPH06167623A (ja) * | 1992-11-30 | 1994-06-14 | Hitachi Cable Ltd | フィルタ挿入光導波路および光集積回路 |
-
1996
- 1996-04-26 JP JP13075896A patent/JPH09292539A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06160675A (ja) * | 1992-11-20 | 1994-06-07 | Nec Corp | 光結合器とその製造方法 |
| JPH06167627A (ja) * | 1992-11-30 | 1994-06-14 | Hitachi Cable Ltd | レンズ機能付きガラス導波路の製造方法およびそれを用いたｌｄアレイモジュール |
| JPH06167623A (ja) * | 1992-11-30 | 1994-06-14 | Hitachi Cable Ltd | フィルタ挿入光導波路および光集積回路 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010526344A (ja) * | 2007-05-02 | 2010-07-29 | ホーヤ コーポレイション ユーエスエイ | 光導波路及び他の光導波路、部品、装置間の自由空間伝播用光学素子 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980818 |