JPH09297234A - 光反射端、光反射端の製造方法及び光反射端を用いた光干渉計 - Google Patents
光反射端、光反射端の製造方法及び光反射端を用いた光干渉計Info
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- JPH09297234A JPH09297234A JP11068596A JP11068596A JPH09297234A JP H09297234 A JPH09297234 A JP H09297234A JP 11068596 A JP11068596 A JP 11068596A JP 11068596 A JP11068596 A JP 11068596A JP H09297234 A JPH09297234 A JP H09297234A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 所望の特性を持つ導波路型光干渉計を作製す
るために、相対的な位置が正確な反射端面を形成するこ
とを目的とするものである。 【解決手段】 基板５上のチャンネル導波路１に近接し
て設けられ、前記チャンネル導波路１を伝搬する光を反
射する光反射端４であって、前記チャンネル導波路１の
端部に光学的に接続されたスラブ導波路２の前記チャン
ネル導波路１に対向する端面に設けられたことを特徴と
する。
るために、相対的な位置が正確な反射端面を形成するこ
とを目的とするものである。 【解決手段】 基板５上のチャンネル導波路１に近接し
て設けられ、前記チャンネル導波路１を伝搬する光を反
射する光反射端４であって、前記チャンネル導波路１の
端部に光学的に接続されたスラブ導波路２の前記チャン
ネル導波路１に対向する端面に設けられたことを特徴と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光反射端、光反射
端の製造方法及び光反射端を用いた光干渉計に関する。
詳しくは、単一モード光導波路において用いる光反射端
等に関し、より詳細には、同一基板上に複数作製される
相対位置精度の優れた光反射端等に関する。
端の製造方法及び光反射端を用いた光干渉計に関する。
詳しくは、単一モード光導波路において用いる光反射端
等に関し、より詳細には、同一基板上に複数作製される
相対位置精度の優れた光反射端等に関する。
【０００２】
【従来の技術】平面基板上に作製される単一モード光導
波路、特にシリコン基板上に作製可能な石英系ガラス単
一モード光導波路は、光ファイバとの整合性に優れてお
り、実用的な導波型光部品の実現手段として期待されて
いる。特に、この光導波路により構成される導波路型光
干渉計は、光通信に用いられる光波長フィルタ等の重要
な光部品として期待されている。
波路、特にシリコン基板上に作製可能な石英系ガラス単
一モード光導波路は、光ファイバとの整合性に優れてお
り、実用的な導波型光部品の実現手段として期待されて
いる。特に、この光導波路により構成される導波路型光
干渉計は、光通信に用いられる光波長フィルタ等の重要
な光部品として期待されている。
【０００３】導波路型光干渉計には、例えば、二光束の
干渉計では、図３に示すような導波路長に所望の差を設
けた光反射端付き導波路と、これら導波路が接続されて
いる方向性結合器の組み合わせからなる、反射型の光干
渉計、いわゆる、マイケルソン型干渉計が知られてい
る。これ以外にも、２個の方向性結合器とこの方向性結
合器を連結した導波路長に所望の差を設けた２本の光導
波路の組み合わせからなる、透過型の光干渉計、いわゆ
るマッハツェンダー型の干渉計がある。
干渉計では、図３に示すような導波路長に所望の差を設
けた光反射端付き導波路と、これら導波路が接続されて
いる方向性結合器の組み合わせからなる、反射型の光干
渉計、いわゆる、マイケルソン型干渉計が知られてい
る。これ以外にも、２個の方向性結合器とこの方向性結
合器を連結した導波路長に所望の差を設けた２本の光導
波路の組み合わせからなる、透過型の光干渉計、いわゆ
るマッハツェンダー型の干渉計がある。
【０００４】回路サイズのコンパクト化といった観点か
らは、後述する理由により、反射型の光干渉計の方が有
利である。干渉動作を起こす二本の導波路に所望の光路
長差を設けるために、透過型の光干渉計では曲線導波路
と直線導波路の組み合わせによる導波路長の差を用いて
おり、反射型の光干渉計では光反射端の位置の差を設け
ている。曲線導波路は曲げ半径を小さくすると損失が大
きくなるために、曲げ半径の短小化には限界がある。
らは、後述する理由により、反射型の光干渉計の方が有
利である。干渉動作を起こす二本の導波路に所望の光路
長差を設けるために、透過型の光干渉計では曲線導波路
と直線導波路の組み合わせによる導波路長の差を用いて
おり、反射型の光干渉計では光反射端の位置の差を設け
ている。曲線導波路は曲げ半径を小さくすると損失が大
きくなるために、曲げ半径の短小化には限界がある。
【０００５】例えば、比屈折率差０．７５％の導波路で
はこの最小曲げ半径は５ｍｍであり、光路長差を与える
２本の導波路において、導波路長差が１ｍｍと小さい場
合でも、１２．５ｍｍ程度の導波路がこの導波路長差を
確保するために必要となる。光反射端の位置にはこの様
な制約はない。このように、導波型光干渉計は、透過型
の光干渉計に比較して、回路サイズが大きくなる欠点が
ある。
はこの最小曲げ半径は５ｍｍであり、光路長差を与える
２本の導波路において、導波路長差が１ｍｍと小さい場
合でも、１２．５ｍｍ程度の導波路がこの導波路長差を
確保するために必要となる。光反射端の位置にはこの様
な制約はない。このように、導波型光干渉計は、透過型
の光干渉計に比較して、回路サイズが大きくなる欠点が
ある。
【０００６】反射型の光干渉計では、方向性結合器から
光反射端まで接続されている２本の導波路の距離の差に
よって、干渉特性が決まるので、光反射端の位置を高精
度に作製することが重要になる。更に、光反射端での反
射率を高めるため、反射面が平面であり、導波路に対し
て垂直であることが望ましい。
光反射端まで接続されている２本の導波路の距離の差に
よって、干渉特性が決まるので、光反射端の位置を高精
度に作製することが重要になる。更に、光反射端での反
射率を高めるため、反射面が平面であり、導波路に対し
て垂直であることが望ましい。
【０００７】図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に従来の光反
射端の構造を示す。図４（ａ）は平面図、同図（ｂ），
（ｃ）はそれぞれＧ−Ｇ’線、Ｈ−Ｈ’線に沿った断面
図である。図４に示すように、シリコン基板５上にはチ
ャンネル導波路コア１及びクラッド３よりなる単一モー
ド埋込光導波路を形成し、微細加工技術で露呈させた導
波路端面には金属薄膜等の光反射膜４を配置して反射端
を構成している。また、図４（ｄ）は、導波路面を露呈
させる前の導波路配置の平面図であり、反射端形成位置
７にその後反射端が形成される。
射端の構造を示す。図４（ａ）は平面図、同図（ｂ），
（ｃ）はそれぞれＧ−Ｇ’線、Ｈ−Ｈ’線に沿った断面
図である。図４に示すように、シリコン基板５上にはチ
ャンネル導波路コア１及びクラッド３よりなる単一モー
ド埋込光導波路を形成し、微細加工技術で露呈させた導
波路端面には金属薄膜等の光反射膜４を配置して反射端
を構成している。また、図４（ｄ）は、導波路面を露呈
させる前の導波路配置の平面図であり、反射端形成位置
７にその後反射端が形成される。
【０００８】このような反射端は、例えば、上述の石英
系ガラス単一モード光導波路では、次に述べる方法によ
り作製している。先ず、図５（ａ）に示すシリコン基板
５上に火炎加水分解反応堆積技術と反応性イオンエッチ
ング技術との公知の組み合わせにより、図５（ｂ）に示
すように、チャンネル導波路コア１及びクラッド３より
なる単一モード埋込光導波路を形成する。
系ガラス単一モード光導波路では、次に述べる方法によ
り作製している。先ず、図５（ａ）に示すシリコン基板
５上に火炎加水分解反応堆積技術と反応性イオンエッチ
ング技術との公知の組み合わせにより、図５（ｂ）に示
すように、チャンネル導波路コア１及びクラッド３より
なる単一モード埋込光導波路を形成する。
【０００９】このとき埋め込まれた導波路は、光反射端
形成時の絶対的な位置ズレを考慮して、通常、図４
（ｄ）に示すように、光反射端形成位置よりも十分長く
作製してある。次に、図５（ｃ）に示すようにクラッド
ガラス表面にフォトレジスト６を塗布し、その上に図５
（ｄ）に示すように露光により光反射端となるパターン
を転写する。
形成時の絶対的な位置ズレを考慮して、通常、図４
（ｄ）に示すように、光反射端形成位置よりも十分長く
作製してある。次に、図５（ｃ）に示すようにクラッド
ガラス表面にフォトレジスト６を塗布し、その上に図５
（ｄ）に示すように露光により光反射端となるパターン
を転写する。
【００１０】引き続き、図５（ｅ）に示すようにこれを
マスクとして光反射端より外側に余計に作製してある導
波路も含めた不要部分を反応性イオンエッチング技術に
より除去し、導波路端面を露呈させる。更に、図５
（ｆ）に示すように、真空蒸着技術により金属薄膜等よ
りなる光反射膜４をこの導波路端面に形成する。
マスクとして光反射端より外側に余計に作製してある導
波路も含めた不要部分を反応性イオンエッチング技術に
より除去し、導波路端面を露呈させる。更に、図５
（ｆ）に示すように、真空蒸着技術により金属薄膜等よ
りなる光反射膜４をこの導波路端面に形成する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た方法により光反射端を作製する場合には、次のような
問題があった。即ち、露光工程において、導波路コア１
が配置されている部分では、コア１のレンズ効果により
導波路コア側の上の部分のレジスト露光量は、クラッド
側の上の部分よりも若干大きくなる。
た方法により光反射端を作製する場合には、次のような
問題があった。即ち、露光工程において、導波路コア１
が配置されている部分では、コア１のレンズ効果により
導波路コア側の上の部分のレジスト露光量は、クラッド
側の上の部分よりも若干大きくなる。
【００１２】よって、光反射端のパターン境界部には導
波路コア１が垂直に配置されていると、このパターン境
界部近傍で境界線に沿った方向の露光強度も変化する。
この結果、露光される部分のレジストと露光されない部
分のレジストの境界線が、例えば、ポジレジストを用い
た場合、遮光パターン側から見ると、導波路コアの上の
部分でやや凹になる。
波路コア１が垂直に配置されていると、このパターン境
界部近傍で境界線に沿った方向の露光強度も変化する。
この結果、露光される部分のレジストと露光されない部
分のレジストの境界線が、例えば、ポジレジストを用い
た場合、遮光パターン側から見ると、導波路コアの上の
部分でやや凹になる。
【００１３】また、エッチング工程において、コア部分
のガラスとクラッド部分のガラスではガラスの成分が異
なるために、エッチングレートが僅かに異なり、エッチ
ング面にズレが生じる。これによっても、道路はコア端
面に僅かな突起が生じる。また、埋め込み用のクラッド
ガラス厚が薄い導波路の場合、ガラス表面が埋め込んだ
コアの形を反映した起伏があり、これによっても、導波
路コア近傍端面に僅かな突起が生じる。
のガラスとクラッド部分のガラスではガラスの成分が異
なるために、エッチングレートが僅かに異なり、エッチ
ング面にズレが生じる。これによっても、道路はコア端
面に僅かな突起が生じる。また、埋め込み用のクラッド
ガラス厚が薄い導波路の場合、ガラス表面が埋め込んだ
コアの形を反映した起伏があり、これによっても、導波
路コア近傍端面に僅かな突起が生じる。
【００１４】これらの様に凹凸や突起の大きさは実際に
は一つ一つの導波路コアによって微妙に異なるため、こ
の端面を使って光反射端を形成した場合、反射端の相対
的な位置ズレとなり、設計通りの正確な光路長差が設け
られた光干渉計を作製することが困難であった。
は一つ一つの導波路コアによって微妙に異なるため、こ
の端面を使って光反射端を形成した場合、反射端の相対
的な位置ズレとなり、設計通りの正確な光路長差が設け
られた光干渉計を作製することが困難であった。
【００１５】本発明は、上記従来技術に鑑みて成された
ものであり、所望の特性を持つ導波路型光干渉計を作製
するために、相対的な位置が正確な反射端面を形成する
ことを目的とするものである。
ものであり、所望の特性を持つ導波路型光干渉計を作製
するために、相対的な位置が正確な反射端面を形成する
ことを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の請求項１に係る光反射端は、基板上のチャンネル
導波路に近接して設けられ、前記チャンネル導波路を伝
搬する光を反射する光反射端であって、前記チャンネル
導波路の端部に光学的に接続されたスラブ導波路の前記
チャンネル導波路に対向する端面に設けられたことを特
徴とする。
発明の請求項１に係る光反射端は、基板上のチャンネル
導波路に近接して設けられ、前記チャンネル導波路を伝
搬する光を反射する光反射端であって、前記チャンネル
導波路の端部に光学的に接続されたスラブ導波路の前記
チャンネル導波路に対向する端面に設けられたことを特
徴とする。
【００１７】上記目的を達成する本発明の請求項２に係
る光反射端は、基板上のチャンネル導波路に近接して設
けられ、前記チャンネル導波路を伝搬する光を反射する
光反射端であって、前記チャンネル導波路の延長線上に
前記チャンネル導波路と隔てて設けられ、前記チャンネ
ル導波路との隙間に前記チャンネル導波路のクラッド層
が介在することを特徴とする。
る光反射端は、基板上のチャンネル導波路に近接して設
けられ、前記チャンネル導波路を伝搬する光を反射する
光反射端であって、前記チャンネル導波路の延長線上に
前記チャンネル導波路と隔てて設けられ、前記チャンネ
ル導波路との隙間に前記チャンネル導波路のクラッド層
が介在することを特徴とする。
【００１８】上記目的を達成する本発明の請求項３に係
る光反射端の製造方法は、基板上のチャンネル導波路に
接続するスラブ導波路表面に塗布されたフォトレジスト
上に露光により反射端となるパターンを転写する工程
と、該パターンをマスクとして前記スラブ導波路の不要
部分を除去してスラブ導波路端面を露呈させる工程と、
該スラブ導波路端面に光反射膜を形成する工程とを含む
ことを特徴とする。
る光反射端の製造方法は、基板上のチャンネル導波路に
接続するスラブ導波路表面に塗布されたフォトレジスト
上に露光により反射端となるパターンを転写する工程
と、該パターンをマスクとして前記スラブ導波路の不要
部分を除去してスラブ導波路端面を露呈させる工程と、
該スラブ導波路端面に光反射膜を形成する工程とを含む
ことを特徴とする。
【００１９】上記目的を達成する本発明の請求項４に係
る光反射端の製造方法は、基板上のチャンネル導波路に
接続するクラッド層のみの領域表面に塗布されたフォト
レジスト上に露光により反射端となるパターンを転写す
る工程と、該パターンをマスクとして前記領域の不要部
分を除去してクラッド端面を露呈させる工程と、該クラ
ッド端面に光反射膜を形成する工程とを含むことを特徴
とする。
る光反射端の製造方法は、基板上のチャンネル導波路に
接続するクラッド層のみの領域表面に塗布されたフォト
レジスト上に露光により反射端となるパターンを転写す
る工程と、該パターンをマスクとして前記領域の不要部
分を除去してクラッド端面を露呈させる工程と、該クラ
ッド端面に光反射膜を形成する工程とを含むことを特徴
とする。
【００２０】上記目的を達成する本発明の請求項５に係
る光反射端を用いた光干渉計は、導波路長が各々異なる
複数の光反射端付き導波路と、これら導波路が接続され
ている光結合器の組み合わせからなる反射型の光干渉計
において、前記反射端として請求項１又は２記載の反射
端を用いることを特徴とする。
る光反射端を用いた光干渉計は、導波路長が各々異なる
複数の光反射端付き導波路と、これら導波路が接続され
ている光結合器の組み合わせからなる反射型の光干渉計
において、前記反射端として請求項１又は２記載の反射
端を用いることを特徴とする。
【００２１】上記目的を達成する本発明の請求項６，７
に係る光反射端を用いた光干渉計は、請求項５記載の前
記光結合器として、方向性結合器を用いること、また
は、スラブ導波路を用いることを特徴とする。
に係る光反射端を用いた光干渉計は、請求項５記載の前
記光結合器として、方向性結合器を用いること、また
は、スラブ導波路を用いることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の光反射端は、チャンネル
導波路１の終端に反射膜が形成されているのではなく、
チャンネル導波路１の終端にスラブ導波路２又はクラッ
ド層のみの領域３を設け、このスラブ導波路２或いはク
ラッド層のみの領域３に反射端を形成したものである。
導波路１の終端に反射膜が形成されているのではなく、
チャンネル導波路１の終端にスラブ導波路２又はクラッ
ド層のみの領域３を設け、このスラブ導波路２或いはク
ラッド層のみの領域３に反射端を形成したものである。
【００２３】そのため、パターン境界近傍部で境界線方
向にコア導波路等の構造の変化がなく、境界線方向に対
して一様であるので、前記露光工程或いはエッチング工
程において、従来技術で述べたような導波路コア端面に
凹凸や突起は生じない。
向にコア導波路等の構造の変化がなく、境界線方向に対
して一様であるので、前記露光工程或いはエッチング工
程において、従来技術で述べたような導波路コア端面に
凹凸や突起は生じない。
【００２４】そのため、この光反射端を用いた光干渉計
では、高精度の光路長差を設けることができるため、透
過中心波長のバラツキの低減やクロストークの低減を図
ることが可能となる。
では、高精度の光路長差を設けることができるため、透
過中心波長のバラツキの低減やクロストークの低減を図
ることが可能となる。
【００２５】
【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を
参照して詳細に説明する。以下の実施例は、光導波路と
してシリコン基板上に形成した石英系単一モード光導波
路を使用した光反射端に適用した例である。それは、こ
の組み合わせが単一モード光導波路との接続に優れてい
るためである。但し、本発明は、これらの組み合わせに
限定されるものではない。
参照して詳細に説明する。以下の実施例は、光導波路と
してシリコン基板上に形成した石英系単一モード光導波
路を使用した光反射端に適用した例である。それは、こ
の組み合わせが単一モード光導波路との接続に優れてい
るためである。但し、本発明は、これらの組み合わせに
限定されるものではない。
【００２６】〔実施例１〕本発明の第一の実施例に係る
光反射端の構造を図１（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）
に示す。図１（ａ）は平面図、同図（ｂ），（ｃ），
（ｄ）はそれぞれＡ−Ａ’，Ｂ−Ｂ’，Ｃ−Ｃ’に沿っ
た断面図である。図１（ｅ）は、導波路端を露出する前
の導波路配置の平面図である。
光反射端の構造を図１（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）
に示す。図１（ａ）は平面図、同図（ｂ），（ｃ），
（ｄ）はそれぞれＡ−Ａ’，Ｂ−Ｂ’，Ｃ−Ｃ’に沿っ
た断面図である。図１（ｅ）は、導波路端を露出する前
の導波路配置の平面図である。
【００２７】本実施例は、チャンネル導波路１の終端に
反射膜が形成されているのではなく、チャンネル導波路
１の終端にスラブ導波路２を配置し、このスラブ導波路
２に反射端を形成したものである。
反射膜が形成されているのではなく、チャンネル導波路
１の終端にスラブ導波路２を配置し、このスラブ導波路
２に反射端を形成したものである。
【００２８】即ち、シリコン基板５上にはチャンネル導
波路コア１及びクラッド３よりなる光導波路が形成さ
れ、そのチャンネル導波路１の終端にはスラブ導波路２
が配置されると共にそのスラブ導波路２に金属薄膜等の
光反射膜４が配置されて反射端が構成されている。
波路コア１及びクラッド３よりなる光導波路が形成さ
れ、そのチャンネル導波路１の終端にはスラブ導波路２
が配置されると共にそのスラブ導波路２に金属薄膜等の
光反射膜４が配置されて反射端が構成されている。
【００２９】本実施例では、反射端境界部において、導
波路がスラブ導波路２であり、境界線方向に一様性があ
るため、図５（ａ）〜（ｆ）に示すように、露光により
反射端となるパターンを転写する工程や反応性イオンエ
ッチング技術により反射端面を露呈させる工程におい
て、従来技術で述べたような反射端面での凹凸や突起は
生じなかった。尚、図１（ｅ）に示すように、反射端形
成位置７にその後反射端が形成される。
波路がスラブ導波路２であり、境界線方向に一様性があ
るため、図５（ａ）〜（ｆ）に示すように、露光により
反射端となるパターンを転写する工程や反応性イオンエ
ッチング技術により反射端面を露呈させる工程におい
て、従来技術で述べたような反射端面での凹凸や突起は
生じなかった。尚、図１（ｅ）に示すように、反射端形
成位置７にその後反射端が形成される。
【００３０】また、後述する実施例では、反射端直前の
導波路構造はコアの無い構造であるのに比較して、本実
施例の導波構造はスラブ導波路２であり、シリコン基板
５に垂直な方向には光が閉じ込められているので、コア
の無い構造によりも損失的には有利である。
導波路構造はコアの無い構造であるのに比較して、本実
施例の導波構造はスラブ導波路２であり、シリコン基板
５に垂直な方向には光が閉じ込められているので、コア
の無い構造によりも損失的には有利である。
【００３１】〔実施例２〕本発明の第二の実施例に係る
反射型二光束干渉計を図３に示す。本実施例の反射型二
光束干渉計は、図１に示す光反射端を用いたものであ
る。本実施例の反射型二光束干渉計は、直径４インチの
シリコン基板５上に従来と同様火炎堆積技術と反応性イ
オンエッチング技術の組み合わせにより、石英系光導波
路２１ａ，２１ｂ，２３ａ，２３ｂを作製し、真空蒸着
法及び化学エッチングにより所望の位置に反射膜を作製
したものである。
反射型二光束干渉計を図３に示す。本実施例の反射型二
光束干渉計は、図１に示す光反射端を用いたものであ
る。本実施例の反射型二光束干渉計は、直径４インチの
シリコン基板５上に従来と同様火炎堆積技術と反応性イ
オンエッチング技術の組み合わせにより、石英系光導波
路２１ａ，２１ｂ，２３ａ，２３ｂを作製し、真空蒸着
法及び化学エッチングにより所望の位置に反射膜を作製
したものである。
【００３２】コアの断面寸法は、６μｍ角であり、コア
とクラッドとの比屈折率差は０．７５％である。反射膜
にはＡlを用いた。スラブ導波路の導波方向の長さは５
μｍとした。また、方向性結合器２２から各反射端構造
部２４ａ，２４ｂ迄の遅延線導波路２３ａ，２３ｂの実
質的な長さの差ΔＬは８２８μｍとした。入力導波路２
１ａから出力導波路２１ｂへ抜ける光の波長間隔（ＦＳ
Ｒ）Δλは、Δλ＝λ2／２ｎΔＬで表され、出力導波
路２１ｂへの透過波長はλ＝２ｎΔＬ／ｍ（ｍ：整数）
である。
とクラッドとの比屈折率差は０．７５％である。反射膜
にはＡlを用いた。スラブ導波路の導波方向の長さは５
μｍとした。また、方向性結合器２２から各反射端構造
部２４ａ，２４ｂ迄の遅延線導波路２３ａ，２３ｂの実
質的な長さの差ΔＬは８２８μｍとした。入力導波路２
１ａから出力導波路２１ｂへ抜ける光の波長間隔（ＦＳ
Ｒ）Δλは、Δλ＝λ2／２ｎΔＬで表され、出力導波
路２１ｂへの透過波長はλ＝２ｎΔＬ／ｍ（ｍ：整数）
である。
【００３３】ここで、ｎは導波路の実効屈折率であり、
今回用いた導波路では１．４５１である。よってこの式
から、今回の回路の波長間隔は、１ｎｍであり、例え
ば、１５５０．２３ｎｍの光が出力導波路２１ｂへ透過
する。
今回用いた導波路では１．４５１である。よってこの式
から、今回の回路の波長間隔は、１ｎｍであり、例え
ば、１５５０．２３ｎｍの光が出力導波路２１ｂへ透過
する。
【００３４】従来技術に係る光反射端を用いて、同様な
反射型二光束干渉計を作製した場合、透過光の中心波長
は０．２ｎｍ程度のバラツキがあったが、本実施例で
は、透過光の中心波長のバラツキは殆ど見られず、従来
のものに比べて１０分の１以下となり、安定した値が得
られた。尚、導波方向の長さ５μｍのスラブ導波路を入
れることによる過剰損は０．１ｄＢと小さかった。
反射型二光束干渉計を作製した場合、透過光の中心波長
は０．２ｎｍ程度のバラツキがあったが、本実施例で
は、透過光の中心波長のバラツキは殆ど見られず、従来
のものに比べて１０分の１以下となり、安定した値が得
られた。尚、導波方向の長さ５μｍのスラブ導波路を入
れることによる過剰損は０．１ｄＢと小さかった。
【００３５】〔実施例３〕本発明の第三の実施例に係る
光反射端の構造を図２（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）
に示す。図２（ａ）は平面図、同図（ｂ），（ｃ），
（ｄ）はそれぞれＡ−Ａ’，Ｂ−Ｂ’，Ｃ−Ｃ’に沿っ
た断面図である。図２（ｅ）は、導波路端を露出する前
の導波路配置の平面図である。
光反射端の構造を図２（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）
に示す。図２（ａ）は平面図、同図（ｂ），（ｃ），
（ｄ）はそれぞれＡ−Ａ’，Ｂ−Ｂ’，Ｃ−Ｃ’に沿っ
た断面図である。図２（ｅ）は、導波路端を露出する前
の導波路配置の平面図である。
【００３６】本実施例は、チャンネル導波路１の終端に
反射膜が形成されているのではなく、チャンネル導波路
１の終端にコア層のないクラッド層のみの領域３を設
け、このクラッド層のみの領域３に反射端を形成したも
のである。
反射膜が形成されているのではなく、チャンネル導波路
１の終端にコア層のないクラッド層のみの領域３を設
け、このクラッド層のみの領域３に反射端を形成したも
のである。
【００３７】即ち、シリコン基板５上にはチャンネル導
波路コア１及びクラッド３よりなる光導波路が形成さ
れ、そのチャンネル導波路１の終端にはコア層のないク
ラッド層のみの領域３が配置されると共にそのクラッド
層のみの領域３に金属薄膜等の光反射膜４が配置されて
反射端が構成されている。
波路コア１及びクラッド３よりなる光導波路が形成さ
れ、そのチャンネル導波路１の終端にはコア層のないク
ラッド層のみの領域３が配置されると共にそのクラッド
層のみの領域３に金属薄膜等の光反射膜４が配置されて
反射端が構成されている。
【００３８】本実施例でも、前述した第一の実施例と同
様に、反射端境界部において、導波路がスラブ導波路２
であり、境界線方向に一様性があるため、図５（ａ）〜
（ｆ）に示すように、露光により反射端となるパターン
を転写する工程や反応性イオンエッチング技術により反
射端面を露呈させる工程において、従来技術で述べたよ
うな反射端面での凹凸や突起は生じなかった。尚、図２
（ｅ）に示すように、反射端形成位置７にその後反射端
が形成される。
様に、反射端境界部において、導波路がスラブ導波路２
であり、境界線方向に一様性があるため、図５（ａ）〜
（ｆ）に示すように、露光により反射端となるパターン
を転写する工程や反応性イオンエッチング技術により反
射端面を露呈させる工程において、従来技術で述べたよ
うな反射端面での凹凸や突起は生じなかった。尚、図２
（ｅ）に示すように、反射端形成位置７にその後反射端
が形成される。
【００３９】また、前述した第一の実施例に比べて、反
射端直前の導波構造はコアの無い構造であり、基板５に
垂直な方向には光の閉じ込めは全く無いので、スラブ導
波路を用いた構造に比較して、損失的には不利である。
射端直前の導波構造はコアの無い構造であり、基板５に
垂直な方向には光の閉じ込めは全く無いので、スラブ導
波路を用いた構造に比較して、損失的には不利である。
【００４０】〔実施例４〕本発明の第四の実施例に係る
反射型二光束干渉計を図３に示す。本実施例の反射型二
光束干渉計は、図２に示す光反射端を用いたものであ
る。本実施例の反射型二光束干渉計の回路諸元は、コア
導波路端と反射面の導波路の距離を５μｍとした以外
は、前述した第二の実施例と同様である。
反射型二光束干渉計を図３に示す。本実施例の反射型二
光束干渉計は、図２に示す光反射端を用いたものであ
る。本実施例の反射型二光束干渉計の回路諸元は、コア
導波路端と反射面の導波路の距離を５μｍとした以外
は、前述した第二の実施例と同様である。
【００４１】本実施例の反射型二光束干渉計でも、透過
光の中心波長のバラツキは殆ど見られず、従来のものに
比べて１０分の１以下となり、安定した値が得られた。
尚、コア層のないクラッド層のみの領域３を５μｍ入れ
ることによる過剰損は０．３ｄＢと小さかった。
光の中心波長のバラツキは殆ど見られず、従来のものに
比べて１０分の１以下となり、安定した値が得られた。
尚、コア層のないクラッド層のみの領域３を５μｍ入れ
ることによる過剰損は０．３ｄＢと小さかった。
【００４２】〔実施例５〕本発明の第五の実施例に係る
光反射端を適用した多光束干渉計の構造を図６に示す。
図６は平面図である。本実施例の多光束干渉計は、反射
型アレイ導波路格子合分波器とも言われ、複数本の入出
力導波路３１、スラブ導波路３２、光路長が各々異なる
アレイ導波路３３、反射端３４を順に接続してなるもの
である。
光反射端を適用した多光束干渉計の構造を図６に示す。
図６は平面図である。本実施例の多光束干渉計は、反射
型アレイ導波路格子合分波器とも言われ、複数本の入出
力導波路３１、スラブ導波路３２、光路長が各々異なる
アレイ導波路３３、反射端３４を順に接続してなるもの
である。
【００４３】任意の一つの入出力導波路３１から入射さ
れた光は、スラブ導波路３２によりアレイ導波路３３に
分配される。分配された光は、光反射端３４で反射さ
れ、アレイ導波路３３で所望の遅延を受けて、再びスラ
ブ導波路３２に戻る。戻ってきた光は、スラブ導波路３
２で所望の干渉を起こし、光の波長に応じて所望の入出
力導波路３１に集光されて、光が複数の入出力導波路３
１に分波される。このように、本実施例では、多数の光
の干渉を起こし、複数の波長に分波される点が、第二，
第四の実施例とは異なる。
れた光は、スラブ導波路３２によりアレイ導波路３３に
分配される。分配された光は、光反射端３４で反射さ
れ、アレイ導波路３３で所望の遅延を受けて、再びスラ
ブ導波路３２に戻る。戻ってきた光は、スラブ導波路３
２で所望の干渉を起こし、光の波長に応じて所望の入出
力導波路３１に集光されて、光が複数の入出力導波路３
１に分波される。このように、本実施例では、多数の光
の干渉を起こし、複数の波長に分波される点が、第二，
第四の実施例とは異なる。
【００４４】導波路長差のズレは、第二，第四の実施例
で示した二光束干渉計では、透過光（通過域）の中心波
長のズレとなって表れていたが、多光束干渉計では、こ
れ以外に、阻止域での光出力レベル上昇、即ち、ストロ
ークの劣化となって表れてくる。このために、多光束干
渉計では、より厳しく光路長差の精度が要求される。
で示した二光束干渉計では、透過光（通過域）の中心波
長のズレとなって表れていたが、多光束干渉計では、こ
れ以外に、阻止域での光出力レベル上昇、即ち、ストロ
ークの劣化となって表れてくる。このために、多光束干
渉計では、より厳しく光路長差の精度が要求される。
【００４５】本実施例の反射型多光束干渉計に適用した
光反射端の諸元は、第一の実施例と同様である。６４本
のアレイ導波路３３には、各々６４．７μｍの導波路長
差を付けた。集光される光は１００ＧＨｚ間隔で、１６
本の入出力導波路３１に分波されるように設計した。
光反射端の諸元は、第一の実施例と同様である。６４本
のアレイ導波路３３には、各々６４．７μｍの導波路長
差を付けた。集光される光は１００ＧＨｚ間隔で、１６
本の入出力導波路３１に分波されるように設計した。
【００４６】回路サイズは、３０ｍｍ×１０ｍｍであっ
た。これは、透過型のアレイ導波路格子合分波器の回路
サイズ２６ｍｍ×４０ｍｍに比べて、面積比で約３分の
１であり、反射型の特徴であるコンパクトな回路が実現
できた。従来技術に係る反射端を用いて、同様な反射型
多光束干渉計を作製した場合、阻止域での光出力レベル
（クロストーク）は、−１２ｄＢ程度であり、まともな
特性は得られなかった。
た。これは、透過型のアレイ導波路格子合分波器の回路
サイズ２６ｍｍ×４０ｍｍに比べて、面積比で約３分の
１であり、反射型の特徴であるコンパクトな回路が実現
できた。従来技術に係る反射端を用いて、同様な反射型
多光束干渉計を作製した場合、阻止域での光出力レベル
（クロストーク）は、−１２ｄＢ程度であり、まともな
特性は得られなかった。
【００４７】本実施例では、阻止域での光出力レベル
（クロストーク）は、−３０ｄＢであり、かなりの特性
向上が見られた。これは、アレイ導波路それぞれの導波
路の光反射端の相対位置が高精度に作成されていること
によるものである。尚、前述した第三の実施例に係る光
反射端を、本実施例の反射型多光束干渉計に適用するこ
ともでき、そのときのコア層のないクラッド層のみの領
域を５μｍ入れたことによる過剰損は０．１ｄＢであり
小さかった。
（クロストーク）は、−３０ｄＢであり、かなりの特性
向上が見られた。これは、アレイ導波路それぞれの導波
路の光反射端の相対位置が高精度に作成されていること
によるものである。尚、前述した第三の実施例に係る光
反射端を、本実施例の反射型多光束干渉計に適用するこ
ともでき、そのときのコア層のないクラッド層のみの領
域を５μｍ入れたことによる過剰損は０．１ｄＢであり
小さかった。
【００４８】上記第一、第三の実施例におけるスラブ導
波路２、クラッド層のみの領域３の導波方向の長さ及び
第五の実施例におけるコア導波路端と反射面の導波路の
距離は、損失の観点から見れば、短い方が好ましいが、
極端に短い場合にはチャンネル導波路コア１の影響が生
じるので、最終的にはこれら両方を勘案して決定するこ
とが望ましい。
波路２、クラッド層のみの領域３の導波方向の長さ及び
第五の実施例におけるコア導波路端と反射面の導波路の
距離は、損失の観点から見れば、短い方が好ましいが、
極端に短い場合にはチャンネル導波路コア１の影響が生
じるので、最終的にはこれら両方を勘案して決定するこ
とが望ましい。
【００４９】また、上記実施例では、シリコン基板上の
石英系ガラスを基本とする光反射端を用いた例について
説明したが、導波型の光干渉計を構成しうる他の材料、
例えば、プラスチック光導波路やイオン拡散型導波路、
更には、ニオブ酸リチウム系導波路などにも、本発明を
適用できることを付記する。尚、本発明は、上述した実
施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で、種々変更しうることは言うまでもない。
石英系ガラスを基本とする光反射端を用いた例について
説明したが、導波型の光干渉計を構成しうる他の材料、
例えば、プラスチック光導波路やイオン拡散型導波路、
更には、ニオブ酸リチウム系導波路などにも、本発明を
適用できることを付記する。尚、本発明は、上述した実
施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で、種々変更しうることは言うまでもない。
【００５０】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明では、相対位置精度に優れた光反射端
を提供することができ、よって、この光反射端を用いて
反射型光干渉計を作成した場合、従来の構造の光反射端
を用いた反射型光干渉計と比べて、高精度の光路長差を
設けることができ、透過中心波長のバラツキの低減やク
ロストークの低減等を図ることができた。特に、本発明
は、回路サイズの小型化が可能である導波路を用いた反
射型光干渉計を実現化する上で極めて効果的である。
たように、本発明では、相対位置精度に優れた光反射端
を提供することができ、よって、この光反射端を用いて
反射型光干渉計を作成した場合、従来の構造の光反射端
を用いた反射型光干渉計と比べて、高精度の光路長差を
設けることができ、透過中心波長のバラツキの低減やク
ロストークの低減等を図ることができた。特に、本発明
は、回路サイズの小型化が可能である導波路を用いた反
射型光干渉計を実現化する上で極めて効果的である。
【図１】本発明の第一の実施例に係る光反射端の構造を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図２】本発明の第三の実施例に係る光反射端の構造を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図３】本発明の第二，第四の実施例に係る反射型二光
束干渉計（マイケルソン干渉計）の構造を示す説明図で
ある。
束干渉計（マイケルソン干渉計）の構造を示す説明図で
ある。
【図４】従来の光反射端の構造を示す説明図である。
【図５】従来の光反射端を作成する工程を示す工程図で
ある。
ある。
【図６】反射型多光束干渉計（反射型アレイ導波路格
子）を示す説明図である。
子）を示す説明図である。
１ チャンネル導波路コア ２ スラブ導波路コア ３ クラッド ４ 光反射膜 ５ シリコン基板 ６ フォトレジスト ７ 反射端形成位置 ２１ａ 入力導波路 ２１ｂ 出力導波路 ２２ 方向性結合器 ２３ａ，２３ｂ 遅延線導波路 ２４ａ，２４ｂ 反射端構造 ３１ 入出力導波路 ３２ スラブ導波路 ３３ アレイ導波路（遅延線導波路） ３４ 反射端構造
フロントページの続き (72)発明者 服部 邦典 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 鈴木 扇太 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 基板上のチャンネル導波路に近接して設
けられ、前記チャンネル導波路を伝搬する光を反射する
光反射端であって、前記チャンネル導波路の端部に光学
的に接続されたスラブ導波路の前記チャンネル導波路に
対向する端面に設けられたことを特徴とする光反射端。 - 【請求項２】 基板上のチャンネル導波路に近接して設
けられ、前記チャンネル導波路を伝搬する光を反射する
光反射端であって、前記チャンネル導波路の延長線上に
前記チャンネル導波路と隔てて設けられ、前記チャンネ
ル導波路との隙間に前記チャンネル導波路のクラッド層
が介在することを特徴とする光反射端。 - 【請求項３】 基板上のチャンネル導波路に接続するス
ラブ導波路表面に塗布されたフォトレジスト上に露光に
より反射端となるパターンを転写する工程と、該パター
ンをマスクとして前記スラブ導波路の不要部分を除去し
てスラブ導波路端面を露呈させる工程と、該スラブ導波
路端面に光反射膜を形成する工程とを含むことを特徴と
する光反射端の製造方法。 - 【請求項４】 基板上のチャンネル導波路に接続するク
ラッド層のみの領域表面に塗布されたフォトレジスト上
に露光により反射端となるパターンを転写する工程と、
該パターンをマスクとして前記領域の不要部分を除去し
てクラッド端面を露呈させる工程と、該クラッド端面に
光反射膜を形成する工程とを含むことを特徴とする光反
射端の製造方法。 - 【請求項５】 導波路長が各々異なる複数の光反射端付
き導波路と、これら導波路が接続されている光結合器の
組み合わせからなる反射型の光干渉計において、前記光
反射端として請求項１又は２記載の反射端を用いること
を特徴とする光干渉計。 - 【請求項６】 前記光結合器として、方向性結合器を用
いることを特徴とする請求項５記載の光干渉計。 - 【請求項７】 前記光結合器として、スラブ導波路を用
いることを特徴とする請求項５記載の光干渉計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1996110685A JP3602255B6 (ja) | 1996-05-01 | 光反射端付きチャンネル導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1996110685A JP3602255B6 (ja) | 1996-05-01 | 光反射端付きチャンネル導波路の製造方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09297234A true JPH09297234A (ja) | 1997-11-18 |
| JP3602255B2 JP3602255B2 (ja) | 2004-12-15 |
| JP3602255B6 JP3602255B6 (ja) | 2005-03-02 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008209904A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-09-11 | Nec Corp | 双方向光送受信モジュール、光送受信器、及び双方向光送受信モジュール製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008209904A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-09-11 | Nec Corp | 双方向光送受信モジュール、光送受信器、及び双方向光送受信モジュール製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3602255B2 (ja) | 2004-12-15 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040615 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040810 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
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