JPH0961609A - 光導波路型波長フィルタ - Google Patents
光導波路型波長フィルタInfo
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- JPH0961609A JPH0961609A JP7217401A JP21740195A JPH0961609A JP H0961609 A JPH0961609 A JP H0961609A JP 7217401 A JP7217401 A JP 7217401A JP 21740195 A JP21740195 A JP 21740195A JP H0961609 A JPH0961609 A JP H0961609A
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- Japan
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- clad
- refractive index
- wavelength
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 選択波長の可変な簡易な光フィルタを提供す
る。 【解決手段】 光が導波するコア部とコアの周りを覆う
クラッド部とを有し、前記クラッド部の一部が、光照射
によって屈折率の周期的変化を生じさせる有機化合物か
ら構成され、該有機化合物が下記一般式（１）で示され
る構造のフッ素化ジアリールエテン化合物であることを
特徴とする。 【化１６】
る。 【解決手段】 光が導波するコア部とコアの周りを覆う
クラッド部とを有し、前記クラッド部の一部が、光照射
によって屈折率の周期的変化を生じさせる有機化合物か
ら構成され、該有機化合物が下記一般式（１）で示され
る構造のフッ素化ジアリールエテン化合物であることを
特徴とする。 【化１６】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重通信等に
おいて、特定波長の光を選択したり、除去したりするた
めに使用される光導波路型波長フィルタに関するもので
ある。
おいて、特定波長の光を選択したり、除去したりするた
めに使用される光導波路型波長フィルタに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】これまで、特定の波長の光を選択する方
法としては、例えば、西原浩也著“光集積回路（改訂増
補版）（オーム社、１９９３年刊）”に解説されている
ように、光導波路のコア部分またはクラッド部分、ある
いはその両方に周期的な屈折率変化を与える方法が提案
されている。周期的な屈折率分布の形状としては、導波
光の進行方向に沿った矩形波、三角波、あるいは正弦波
の周期的繰り返しが提案されている。
法としては、例えば、西原浩也著“光集積回路（改訂増
補版）（オーム社、１９９３年刊）”に解説されている
ように、光導波路のコア部分またはクラッド部分、ある
いはその両方に周期的な屈折率変化を与える方法が提案
されている。周期的な屈折率分布の形状としては、導波
光の進行方向に沿った矩形波、三角波、あるいは正弦波
の周期的繰り返しが提案されている。
【０００３】屈折率分布を形成させるためには、光導波
路のコア部分あるいはクラッド部分を屈折率の異なる複
数の物質を交互に並べて構成する方法、あるいは、より
簡便な方法として、クラッド部分を周期的に切り欠き、
空気とクラッド構成物質の屈折率差を利用する方法、ま
たは、その上に屈折率の異なるクラッドを積み重ねる方
法、あるいは、コア部分に周期的な切り欠きをつくり、
その上にクラッドを積み重ねることにより、コアとクラ
ッドが周期的に入り組んだ構造を作る方法が考えられ
る。
路のコア部分あるいはクラッド部分を屈折率の異なる複
数の物質を交互に並べて構成する方法、あるいは、より
簡便な方法として、クラッド部分を周期的に切り欠き、
空気とクラッド構成物質の屈折率差を利用する方法、ま
たは、その上に屈折率の異なるクラッドを積み重ねる方
法、あるいは、コア部分に周期的な切り欠きをつくり、
その上にクラッドを積み重ねることにより、コアとクラ
ッドが周期的に入り組んだ構造を作る方法が考えられ
る。
【０００４】これらのうち、複数の物質で、コアあるい
はクラッドを構成する方法は、接合面における損失が大
きく、素子全体としては大きな損失になるという欠点を
有している。一方、クラッドあるいはコアに切り欠きを
作って作製する方法では、数μｍあるいはそれ以上の精
度で、しかも周期的なパターンを加工することが要求さ
れるため、作製上の困難さ、作製コストが高いなどの欠
点を有していた。さらに、これらの手法を用いた場合、
グレーティングの間隔は固定となるため、選択する波長
を変化させることは困難である。
はクラッドを構成する方法は、接合面における損失が大
きく、素子全体としては大きな損失になるという欠点を
有している。一方、クラッドあるいはコアに切り欠きを
作って作製する方法では、数μｍあるいはそれ以上の精
度で、しかも周期的なパターンを加工することが要求さ
れるため、作製上の困難さ、作製コストが高いなどの欠
点を有していた。さらに、これらの手法を用いた場合、
グレーティングの間隔は固定となるため、選択する波長
を変化させることは困難である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述の事情
を鑑みてなされたものであって、その課題は、選択波長
の可変な簡易な光フィルタを提供することである。
を鑑みてなされたものであって、その課題は、選択波長
の可変な簡易な光フィルタを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の光導波路型波長フィルタは、光が導波する
コア部とコアの周りを覆うクラッド部とを有し、前記ク
ラッド部の一部が、光照射によって屈折率の周期的変化
を生じさせる有機化合物から構成され、該有機化合物が
下記一般式（１）で示される構造のフッ素化ジアリール
エテン化合物であることを特徴とする。
に、本発明の光導波路型波長フィルタは、光が導波する
コア部とコアの周りを覆うクラッド部とを有し、前記ク
ラッド部の一部が、光照射によって屈折率の周期的変化
を生じさせる有機化合物から構成され、該有機化合物が
下記一般式（１）で示される構造のフッ素化ジアリール
エテン化合物であることを特徴とする。
【０００７】
【化５】
【０００８】（但し、一般式（１）中のＡ1 ，Ａ2 は一
般式（２）または一般式（３）
般式（２）または一般式（３）
【０００９】
【化６】
【００１０】
【化７】
【００１１】で示されるチエニル基、ピリル基、ベンゾ
チエニル基またはインドリル基を表し、Ａ1 ，Ａ2 は同
一でも異なっていてもよい。一般式（２）および一般式
（３）において、Ｘ，Ｙは硫黄原子または炭素数１から
１８のアルキル置換窒素原子を表す。また、Ｒ1 ，Ｒ4
は炭素数１〜８のアルキル基を表し、Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ5
は水素原子、アルキル基、アルコキシ基、またはシアノ
基を表す。Ｒ6 は水素原子、アルキル基、シアノ基また
は一般式（４）
チエニル基またはインドリル基を表し、Ａ1 ，Ａ2 は同
一でも異なっていてもよい。一般式（２）および一般式
（３）において、Ｘ，Ｙは硫黄原子または炭素数１から
１８のアルキル置換窒素原子を表す。また、Ｒ1 ，Ｒ4
は炭素数１〜８のアルキル基を表し、Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ5
は水素原子、アルキル基、アルコキシ基、またはシアノ
基を表す。Ｒ6 は水素原子、アルキル基、シアノ基また
は一般式（４）
【００１２】
【化８】
【００１３】で示される置換フェニルエテニル基を表
し、Ｒ7 は水素またはアルコキシ基を表す。）
し、Ｒ7 は水素またはアルコキシ基を表す。）
【００１４】
（１）発明の特徴と従来技術との差異 前述のように、本発明は、光照射によって屈折率が変化
する有機材料をクラッドの一部に組み込み、周期的に光
強度が変化する光を照射し、当該クラッドに周期的な屈
折率分布を形成することを最も主要な特徴とする。
する有機材料をクラッドの一部に組み込み、周期的に光
強度が変化する光を照射し、当該クラッドに周期的な屈
折率分布を形成することを最も主要な特徴とする。
【００１５】光照射によって周期的な屈折率分布を作製
できることが、これまでの波長フィルタと大きく異な
る。これまでの多くの波長フィルタは材料を精密加工す
ることによって周期的な屈折率分布を作製するものであ
った。このため、作製にかかる時間、歩留まり等が素子
作製上コストの点で問題となっていた。本発明では、ク
ラッドの一部に組み込まれた屈折率が変化する材料に２
光束のレーザ光を照射することによって、簡易かつ正確
にその干渉パターンに応じて屈折率の変化したパターン
を得ることができる。
できることが、これまでの波長フィルタと大きく異な
る。これまでの多くの波長フィルタは材料を精密加工す
ることによって周期的な屈折率分布を作製するものであ
った。このため、作製にかかる時間、歩留まり等が素子
作製上コストの点で問題となっていた。本発明では、ク
ラッドの一部に組み込まれた屈折率が変化する材料に２
光束のレーザ光を照射することによって、簡易かつ正確
にその干渉パターンに応じて屈折率の変化したパターン
を得ることができる。
【００１６】光照射により屈折率が変化する材料に対し
て、光照射によって変化する屈折率の値（Δｎ）が大き
いこと、高い感度で周期的な屈折率分布が書き込めるこ
と、書き込まれた屈折率分布が温度、湿度等に対して安
定性が高いこと、さらに、書き込み光より長波長の光に
対する安定性が高いことなどが要求される。この特性に
適する材料を鋭意検討した結果、有機フォトクロミック
材料の中でフッ素化ジアリールエテン化合物が有用であ
ることがわかった。
て、光照射によって変化する屈折率の値（Δｎ）が大き
いこと、高い感度で周期的な屈折率分布が書き込めるこ
と、書き込まれた屈折率分布が温度、湿度等に対して安
定性が高いこと、さらに、書き込み光より長波長の光に
対する安定性が高いことなどが要求される。この特性に
適する材料を鋭意検討した結果、有機フォトクロミック
材料の中でフッ素化ジアリールエテン化合物が有用であ
ることがわかった。
【００１７】ここで用いることのできるフッ素化ジアリ
ールエテン化合物は、一般式（１）で示されるペルフル
オロシクロペンテン誘導体である。
ールエテン化合物は、一般式（１）で示されるペルフル
オロシクロペンテン誘導体である。
【００１８】
【化９】
【００１９】（但し、一般式（１）中のＡ1 ，Ａ2 は一
般式（２）または一般式（３）
般式（２）または一般式（３）
【００２０】
【化１０】
【００２１】
【化１１】
【００２２】で示されるチエニル基、ピリル基、ベンゾ
チエニル基またはインドリル基を表し、Ａ1 ，Ａ2 は同
一でも異なっていてもよい。一般式（２）および一般式
（３）において、Ｘ，Ｙは硫黄原子または炭素数１から
１８のアルキル置換窒素原子を表す。また、Ｒ1 ，Ｒ4
は炭素数１〜８のアルキル基を表し、Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ5
は水素原子、アルキル基、アルコキシ基、またはシアノ
基を表す。Ｒ6 は水素原子、アルキル基、シアノ基また
は一般式（４）
チエニル基またはインドリル基を表し、Ａ1 ，Ａ2 は同
一でも異なっていてもよい。一般式（２）および一般式
（３）において、Ｘ，Ｙは硫黄原子または炭素数１から
１８のアルキル置換窒素原子を表す。また、Ｒ1 ，Ｒ4
は炭素数１〜８のアルキル基を表し、Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ5
は水素原子、アルキル基、アルコキシ基、またはシアノ
基を表す。Ｒ6 は水素原子、アルキル基、シアノ基また
は一般式（４）
【００２３】
【化１２】
【００２４】で示される置換フェニルエテニル基を表
し、Ｒ7 は水素またはアルコキシ基を表す。） ペルフルオロシクロペンテン誘導体の中でも、一般式
（１）のＡ1 ，Ａ2 のうち少なくとも一方がベンゾチエ
ニル基であることが、グレーティングの熱的安定性およ
び書き換え耐久性の観点から特に好ましい。
し、Ｒ7 は水素またはアルコキシ基を表す。） ペルフルオロシクロペンテン誘導体の中でも、一般式
（１）のＡ1 ，Ａ2 のうち少なくとも一方がベンゾチエ
ニル基であることが、グレーティングの熱的安定性およ
び書き換え耐久性の観点から特に好ましい。
【００２５】これらの有機フォトクロミック化合物を導
波路のコアの周りのクラッド部として形成するために
は、有機フォトクロミック化合物を高分子材料中に分子
状に分散させ、成型性を持たせた混合物を高分子クラッ
ド材料として使用する。ここで用いる高分子材料は、フ
ォトクロミック化合物との混合物の屈折率が導波路コア
の屈折率より低くなる物質で、かつ成形性があればよ
い。たとえば、フッ素化ポリメチルメタクリレートとポ
リメチルメタクリレートの混合物は、成形性があり、か
つその屈折率は、混合比にほぼ比例してフッ素化ポリメ
チルメタクリレートとポリメチルメタクリレート固有の
屈折率の間で任意に設定できる。
波路のコアの周りのクラッド部として形成するために
は、有機フォトクロミック化合物を高分子材料中に分子
状に分散させ、成型性を持たせた混合物を高分子クラッ
ド材料として使用する。ここで用いる高分子材料は、フ
ォトクロミック化合物との混合物の屈折率が導波路コア
の屈折率より低くなる物質で、かつ成形性があればよ
い。たとえば、フッ素化ポリメチルメタクリレートとポ
リメチルメタクリレートの混合物は、成形性があり、か
つその屈折率は、混合比にほぼ比例してフッ素化ポリメ
チルメタクリレートとポリメチルメタクリレート固有の
屈折率の間で任意に設定できる。
【００２６】ここで、コア上に高分子クラッド層を設け
るには、予め導波路素子上のコアの一部がむき出しにな
っている必要がある。このためには、埋め込み型導波路
のクラッド層をスパッタ等の方法で必要な部分を除去す
るか、または、コアがむき出しの導波路（いわゆるリッ
ジ型導波路）をそのまま用いる。また、ここで用いる導
波路は、石英をはじめ、ガラス、半導体、プラスチック
などを加工した平面型の導波路や、石英、プラスチック
のファイバ型導波路の何れでもかまわない。
るには、予め導波路素子上のコアの一部がむき出しにな
っている必要がある。このためには、埋め込み型導波路
のクラッド層をスパッタ等の方法で必要な部分を除去す
るか、または、コアがむき出しの導波路（いわゆるリッ
ジ型導波路）をそのまま用いる。また、ここで用いる導
波路は、石英をはじめ、ガラス、半導体、プラスチック
などを加工した平面型の導波路や、石英、プラスチック
のファイバ型導波路の何れでもかまわない。
【００２７】この有機フォトクロミック化合物を含む高
分子クラッド材料を、導波路素子上のコアに直接接する
ようにスピンコート、キャスト等の方法で塗布すればよ
い。このとき、塗布する高分子クラッドの厚さは、コア
面からエバネッセント波がしみ出す領域の厚み以上あれ
ばよく、数μｍ以上あれば十分である。また、高分子ク
ラッドの長さは、屈折率グレーティングにおける結合長
より長ければよく、たとえば、反射率９９．９％を実現
するための結合長は、コアの屈折率が１．４４８、クラ
ッドの屈折率が１．４４４、屈折率グレーティングにお
けるΔｎが０．０００１での場合、約５００μｍであ
る。
分子クラッド材料を、導波路素子上のコアに直接接する
ようにスピンコート、キャスト等の方法で塗布すればよ
い。このとき、塗布する高分子クラッドの厚さは、コア
面からエバネッセント波がしみ出す領域の厚み以上あれ
ばよく、数μｍ以上あれば十分である。また、高分子ク
ラッドの長さは、屈折率グレーティングにおける結合長
より長ければよく、たとえば、反射率９９．９％を実現
するための結合長は、コアの屈折率が１．４４８、クラ
ッドの屈折率が１．４４４、屈折率グレーティングにお
けるΔｎが０．０００１での場合、約５００μｍであ
る。
【００２８】このように素子作製において、塗布によっ
てクラッドを作製するためクラッドの導波路素子へのア
ライメントが不要であること、塗布する高分子クラッド
は非常に少量でよく、搭載による素子の形状はほとんど
変わらず小型であること、レーザ光の干渉によって任意
の周期で屈折率変化を書き込めるため、任意の波長のフ
ィルタが容易に得られること、素子を実装後でも任意の
選択波長を簡易な装置で書き込み可能である、などの特
徴を有する。
てクラッドを作製するためクラッドの導波路素子へのア
ライメントが不要であること、塗布する高分子クラッド
は非常に少量でよく、搭載による素子の形状はほとんど
変わらず小型であること、レーザ光の干渉によって任意
の周期で屈折率変化を書き込めるため、任意の波長のフ
ィルタが容易に得られること、素子を実装後でも任意の
選択波長を簡易な装置で書き込み可能である、などの特
徴を有する。
【００２９】これは、予めクラッド材料を種々の方法で
加工し、屈折率グレーティングを作製して導波路素子上
に搭載する方法や、搭載後クラッド材料をエッチングあ
るいはスパッタ等で加工してグレーティングをつくる従
来の作製方法と比較して、素子作製方法が非常に容易で
あるだけでなく、使用する光波長に応じて選択波長をそ
の場で書き込めるため、実用上有利である。
加工し、屈折率グレーティングを作製して導波路素子上
に搭載する方法や、搭載後クラッド材料をエッチングあ
るいはスパッタ等で加工してグレーティングをつくる従
来の作製方法と比較して、素子作製方法が非常に容易で
あるだけでなく、使用する光波長に応じて選択波長をそ
の場で書き込めるため、実用上有利である。
【００３０】さらに、材料の光感度を有する光で一様に
照射することによって、一度書き込んだ屈折率グレーテ
ィングを消去し、再度屈折率グレーティングを書き込む
ことができる。従来の波長選択素子は、物理的にグレー
ティングパターンがコアまたはクラッド部分に作製され
ており、波長を変化させることは困難である。
照射することによって、一度書き込んだ屈折率グレーテ
ィングを消去し、再度屈折率グレーティングを書き込む
ことができる。従来の波長選択素子は、物理的にグレー
ティングパターンがコアまたはクラッド部分に作製され
ており、波長を変化させることは困難である。
【００３１】このように本発明は、従来技術では困難で
あった選択する波長を自由に変えられる波長可変機能を
有する波長選択フィルタを提供することが可能で、実用
上非常に大きな利点となる。
あった選択する波長を自由に変えられる波長可変機能を
有する波長選択フィルタを提供することが可能で、実用
上非常に大きな利点となる。
【００３２】また、フッ素化ジアリールエテン化合物の
熱安定性は、従来のフォトクロミック材料に比べ非常に
高く、書き込まれたグレーティングの保持性は８０℃の
高温においても数千時間以上の保持性を持つ特徴を有す
る。これは実用上素子の安定性において、大きく寄与し
ている。
熱安定性は、従来のフォトクロミック材料に比べ非常に
高く、書き込まれたグレーティングの保持性は８０℃の
高温においても数千時間以上の保持性を持つ特徴を有す
る。これは実用上素子の安定性において、大きく寄与し
ている。
【００３３】このように、本発明は、従来技術とは大き
く異なり、光導波路の作製には精密な微細加工を必要と
しない上、グレーティングの間隔すなわち波長選択性を
変更することも可能である。
く異なり、光導波路の作製には精密な微細加工を必要と
しない上、グレーティングの間隔すなわち波長選択性を
変更することも可能である。
【００３４】
【実施例】以下、実施例に従って本発明を説明するが、
本発明は実施例に限定されるものではなく、屈折率の周
期的変化が光で書き込まれた有機材料をクラッドに搭載
した光導波路型波長フィルタであれば使用できる。
本発明は実施例に限定されるものではなく、屈折率の周
期的変化が光で書き込まれた有機材料をクラッドに搭載
した光導波路型波長フィルタであれば使用できる。
【００３５】（実施例１）本発明における代表的な光導
波路型波長選択素子（フィルタ）の構造の全体図を図１
に示す。
波路型波長選択素子（フィルタ）の構造の全体図を図１
に示す。
【００３６】図中、１は入射ポート、２，３、および４
は出射ポート、５，６は光導波路のコア、７，８は高分
子クラッド、９は光導波路のクラッドである。また、
Ａ，Ｂは高分子クラッドを含むマッハツェンダ干渉回路
（直線部分）であり、Ｃ，Ｄは高帯域３ｄＢカップラで
ある。
は出射ポート、５，６は光導波路のコア、７，８は高分
子クラッド、９は光導波路のクラッドである。また、
Ａ，Ｂは高分子クラッドを含むマッハツェンダ干渉回路
（直線部分）であり、Ｃ，Ｄは高帯域３ｄＢカップラで
ある。
【００３７】本波長選択素子は、高帯域３ｄＢカップラ
（図１中のＣ部分およびＤ部分）およびマッハツェンダ
型干渉回路（図中のＡ部分およびＢ部分）から成り、マ
ッハツェンダ型干渉回路の直線部分Ｃ，Ｄに屈折率の周
期的変化を書き込むフッ素化ジアリールエテン化合物を
含む高分子クラッドを搭載する。
（図１中のＣ部分およびＤ部分）およびマッハツェンダ
型干渉回路（図中のＡ部分およびＢ部分）から成り、マ
ッハツェンダ型干渉回路の直線部分Ｃ，Ｄに屈折率の周
期的変化を書き込むフッ素化ジアリールエテン化合物を
含む高分子クラッドを搭載する。
【００３８】図２から図４は、フォトクロミック材料を
用いた導波路型波長選択素子におけるマッハツェンダ干
渉回路の直線部分の図であって、図１中のＡまたはＢの
拡大図である。図２は平面図、図３は図２のａ−ａ′線
に沿う断面図、図４は図２のｂ−ｂ′線に沿う断面図で
ある。図中、５は光導波路のコア、７は屈折率グレーテ
ィングを書き込んだ高分子クラッド、９は光導波路のク
ラッド、１０は基板である。
用いた導波路型波長選択素子におけるマッハツェンダ干
渉回路の直線部分の図であって、図１中のＡまたはＢの
拡大図である。図２は平面図、図３は図２のａ−ａ′線
に沿う断面図、図４は図２のｂ−ｂ′線に沿う断面図で
ある。図中、５は光導波路のコア、７は屈折率グレーテ
ィングを書き込んだ高分子クラッド、９は光導波路のク
ラッド、１０は基板である。
【００３９】このような構造の素子を作製するには、従
来の火炎堆積法で作製した高帯域３ｄＢカップラおよび
マッハツェンダ型干渉回路から成る光導波路素子のマッ
ハツェンダ型干渉回路の直線部分を、光導波路コアの上
部まで、幅５ｍｍ、長さ５ｍｍの面積を、リアクティブ
イオンエッチング装置でエッチングした。次に、コア部
分をマスクし、上記５×５ｍｍの面積をさらに深さ９μ
ｍまでエッチングして、コア部分が露出されるようにし
た。
来の火炎堆積法で作製した高帯域３ｄＢカップラおよび
マッハツェンダ型干渉回路から成る光導波路素子のマッ
ハツェンダ型干渉回路の直線部分を、光導波路コアの上
部まで、幅５ｍｍ、長さ５ｍｍの面積を、リアクティブ
イオンエッチング装置でエッチングした。次に、コア部
分をマスクし、上記５×５ｍｍの面積をさらに深さ９μ
ｍまでエッチングして、コア部分が露出されるようにし
た。
【００４０】次に、フッ素化メチルメタクリレートとメ
チルメタクリレートとの共重合体の高分子溶液にフォト
クロミック材料である下記構造式（１ａ）で示されるフ
ッ素化ジアリールエテン化合物を１０重量％添加して、
波長１．５μｍでの屈折率を１．４４４になるように調
製した塗布液を、上述の５×５ｍｍの面積部分に塗布し
た。続いて、７０℃窒素雰囲気下で２時間乾燥し、高分
子クラッド７を形成した。
チルメタクリレートとの共重合体の高分子溶液にフォト
クロミック材料である下記構造式（１ａ）で示されるフ
ッ素化ジアリールエテン化合物を１０重量％添加して、
波長１．５μｍでの屈折率を１．４４４になるように調
製した塗布液を、上述の５×５ｍｍの面積部分に塗布し
た。続いて、７０℃窒素雰囲気下で２時間乾燥し、高分
子クラッド７を形成した。
【００４１】
【化１３】
【００４２】次に、水銀ランプ光を中心波長３６５ｎｍ
の干渉フィルタで分光した光（光強度１００ｍＷ／ｃｍ
2 ）を上記導波路型波長選択素子に１０秒間照射し、フ
ォトクロミック分子を開環状態から閉環状態に光反応で
変化させ、レーザ発振波長領域である可視部に吸収を持
たせた。
の干渉フィルタで分光した光（光強度１００ｍＷ／ｃｍ
2 ）を上記導波路型波長選択素子に１０秒間照射し、フ
ォトクロミック分子を開環状態から閉環状態に光反応で
変化させ、レーザ発振波長領域である可視部に吸収を持
たせた。
【００４３】次に、ＨｅＮｅレーザ（発振波長６３３ｎ
ｍ、出力１ｍＷ）をハーフミラーで２光束に分割し、交
差角３９°で干渉光を発生させ、当該干渉縞が直線光導
波路と直交するように直線光導波路の高分子クラッド部
分に１５秒間照射した。ここで、干渉光の明部に対応し
た高分子クラッド部位はフォトクロミック分子が閉環状
態から開環状態に変化して屈折率が変化し、暗部に対応
した部位はフォトクロミック分子が変化せず、したがっ
て、屈折率の変化もおこらない。この結果、高分子クラ
ッド７には、干渉縞の明暗に対応して屈折率の周期的変
化が書き込まれた。
ｍ、出力１ｍＷ）をハーフミラーで２光束に分割し、交
差角３９°で干渉光を発生させ、当該干渉縞が直線光導
波路と直交するように直線光導波路の高分子クラッド部
分に１５秒間照射した。ここで、干渉光の明部に対応し
た高分子クラッド部位はフォトクロミック分子が閉環状
態から開環状態に変化して屈折率が変化し、暗部に対応
した部位はフォトクロミック分子が変化せず、したがっ
て、屈折率の変化もおこらない。この結果、高分子クラ
ッド７には、干渉縞の明暗に対応して屈折率の周期的変
化が書き込まれた。
【００４４】上記導波路型波長選択素子を光学ステージ
に設置し、素子片端の入射ポート（図１中の１）からレ
ーザ光を入射させ、出射ポート（図１中の２）からの反
射光の光強度および出射ポート（図１中の４）からの透
過光をフォトディテクタで測定し、入射光強度と反射光
強度の比からフィルタ特性を判定した。
に設置し、素子片端の入射ポート（図１中の１）からレ
ーザ光を入射させ、出射ポート（図１中の２）からの反
射光の光強度および出射ポート（図１中の４）からの透
過光をフォトディテクタで測定し、入射光強度と反射光
強度の比からフィルタ特性を判定した。
【００４５】測定の結果、上記導波路素子は、波長１．
５μｍにおいて９９．５％の高い反射特性を示し、波長
１．３μｍおよび０．８９μｍでは反射率０％で、かつ
透過光の損失は０．５％であった。
５μｍにおいて９９．５％の高い反射特性を示し、波長
１．３μｍおよび０．８９μｍでは反射率０％で、かつ
透過光の損失は０．５％であった。
【００４６】この結果より、本導波路素子は、良好な波
長選択フィルタ特性を有することがわかった。
長選択フィルタ特性を有することがわかった。
【００４７】（実施例２）実施例１と同等の素子構造を
有し、下記構造式（１ｂ）で示されるフッ素化ジアリー
ルエテン化合物を用いた導波路型波長フィルタを作製し
た。
有し、下記構造式（１ｂ）で示されるフッ素化ジアリー
ルエテン化合物を用いた導波路型波長フィルタを作製し
た。
【００４８】
【化１４】
【００４９】このような構造の素子を作製するには、実
施例１と同様に、光導波路の一部のクラッド層を除去
し、コア部をむき出しにした。次に、フッ素化メチルメ
タクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体の高
分子溶液にフォトクロミック材料である前記構造式（１
ｂ）で示されるフッ素化ジアリールエテン化合物を１５
重量％添加し、波長１．５μｍで屈折率を１．４４６に
なるように調製した塗布液を、上述のクラッド除去部に
塗布した。続いて、７０℃窒素雰囲気下で２時間乾燥し
て、高分子クラッド７を形成した。
施例１と同様に、光導波路の一部のクラッド層を除去
し、コア部をむき出しにした。次に、フッ素化メチルメ
タクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体の高
分子溶液にフォトクロミック材料である前記構造式（１
ｂ）で示されるフッ素化ジアリールエテン化合物を１５
重量％添加し、波長１．５μｍで屈折率を１．４４６に
なるように調製した塗布液を、上述のクラッド除去部に
塗布した。続いて、７０℃窒素雰囲気下で２時間乾燥し
て、高分子クラッド７を形成した。
【００５０】次に、実施例１と同様にして、水銀ランプ
光を中心波長３６５ｎｍの干渉フィルタで分光した光
（光強度１００ｍＷ／ｃｍ2 ）を上記導波路型波長選択
素子に１０秒間照射し、可視部に吸収を持たせた後、Ｈ
ｅＮｅレーザ（発振波長６３３ｎｍ、出力１ｍＷ）をハ
ーフミラーで２光束に分割し、交差角３９°で干渉光を
発生させ、当該干渉縞が直線光導波路と直交するよう
に、高分子クラッド部分に２０秒間照射し、高分子クラ
ッド７に屈折率の周期的変化を書き込んだ。
光を中心波長３６５ｎｍの干渉フィルタで分光した光
（光強度１００ｍＷ／ｃｍ2 ）を上記導波路型波長選択
素子に１０秒間照射し、可視部に吸収を持たせた後、Ｈ
ｅＮｅレーザ（発振波長６３３ｎｍ、出力１ｍＷ）をハ
ーフミラーで２光束に分割し、交差角３９°で干渉光を
発生させ、当該干渉縞が直線光導波路と直交するよう
に、高分子クラッド部分に２０秒間照射し、高分子クラ
ッド７に屈折率の周期的変化を書き込んだ。
【００５１】上記導波路型波長選択素子を光学ステージ
に設置し、実施例１と同様に素子片端の入射ポート（図
１中の１）からレーザ光を入射させ、出射ポート（図１
中の２）からの反射光の光強度および出射ポート（図１
中の４）からの透過光をフォトディテクタで測定し、入
射光強度と反射光強度の比からフィルタ特性を判定し
た。
に設置し、実施例１と同様に素子片端の入射ポート（図
１中の１）からレーザ光を入射させ、出射ポート（図１
中の２）からの反射光の光強度および出射ポート（図１
中の４）からの透過光をフォトディテクタで測定し、入
射光強度と反射光強度の比からフィルタ特性を判定し
た。
【００５２】測定の結果、上記導波路素子は、波長１．
５μｍにおいて、９９．２％の高い反射特性を示し、波
長１．３μｍおよび０．８９μｍでは、反射率０％で、
かつ透過光の損失は０．３％であった。
５μｍにおいて、９９．２％の高い反射特性を示し、波
長１．３μｍおよび０．８９μｍでは、反射率０％で、
かつ透過光の損失は０．３％であった。
【００５３】この結果より、本導波路素子は、良好な波
長選択フィルタ特性を有することがわかった。
長選択フィルタ特性を有することがわかった。
【００５４】（実施例３）図１に示した素子構造を有
し、下記構造式（１ｃ）で示したフッ素化ジアリールエ
テン化合物を用いた導波路型波長素子を作製した。
し、下記構造式（１ｃ）で示したフッ素化ジアリールエ
テン化合物を用いた導波路型波長素子を作製した。
【００５５】
【化１５】
【００５６】実施例１と同等の方法で加工した光導波路
に、フッ素化メチルメタクリレートとメチルメタクリレ
ートとの共重合体の高分子溶液にフォトクロミック材料
である前記構造式（１ｃ）で示されるフッ素化ジアリー
ルエテン化合物を１０重量％添加し、波長１．５μｍで
屈折率を１．４４６になるように調製した塗布液を用
い、高分子クラッド７を形成した。
に、フッ素化メチルメタクリレートとメチルメタクリレ
ートとの共重合体の高分子溶液にフォトクロミック材料
である前記構造式（１ｃ）で示されるフッ素化ジアリー
ルエテン化合物を１０重量％添加し、波長１．５μｍで
屈折率を１．４４６になるように調製した塗布液を用
い、高分子クラッド７を形成した。
【００５７】次に、実施例１と同等の方法で高分子クラ
ッド７に屈折率の周期的変化を形成し、フィルタ特性を
測定した。
ッド７に屈折率の周期的変化を形成し、フィルタ特性を
測定した。
【００５８】測定の結果、上記導波路素子は、波長１．
５μｍにおいて、９９．７％の高い反射特性を示し、波
長１．３μｍおよび０．８９μｍでは、反射率０％でか
つ透過光の損失は０．５％であり、良好なフィルタ特性
が得られた。
５μｍにおいて、９９．７％の高い反射特性を示し、波
長１．３μｍおよび０．８９μｍでは、反射率０％でか
つ透過光の損失は０．５％であり、良好なフィルタ特性
が得られた。
【００５９】（実施例４）〈リッジ型導波路の使用例〉 実施例１において、導波路型素子として、図１の構造を
持ち、上部クラッド層のないいわゆるリッジ型素子を使
用して、波長フィルタを作製した。
持ち、上部クラッド層のないいわゆるリッジ型素子を使
用して、波長フィルタを作製した。
【００６０】これを作製するために、フッ素化メチルメ
タクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体の高
分子溶液に前記構造式（１ａ）で示されるフッ素化ジア
リールエテン化合物を１０重量％添加し、波長１．５μ
ｍでの屈折率を１．４４４になるように調製した塗布液
を、上記リッジ型導波路にスピンコート装置を用いて塗
布した。続いて、７０℃窒素雰囲気下で２時間乾燥し
て、高分子クラッドを形成した。
タクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体の高
分子溶液に前記構造式（１ａ）で示されるフッ素化ジア
リールエテン化合物を１０重量％添加し、波長１．５μ
ｍでの屈折率を１．４４４になるように調製した塗布液
を、上記リッジ型導波路にスピンコート装置を用いて塗
布した。続いて、７０℃窒素雰囲気下で２時間乾燥し
て、高分子クラッドを形成した。
【００６１】次に、実施例１と同様にして、高分子クラ
ッドに屈折率の周期的書き込みフィルタ特性を判定し
た。
ッドに屈折率の周期的書き込みフィルタ特性を判定し
た。
【００６２】測定の結果、波長１．５μｍにおいて、９
９．７％の高い反射特性を示し、波長１．３μｍおよび
０．８９μｍでは、反射率０％でかつ透過光の損失は
０．７％であった。
９．７％の高い反射特性を示し、波長１．３μｍおよび
０．８９μｍでは、反射率０％でかつ透過光の損失は
０．７％であった。
【００６３】この結果より、リッジ型素子を用いた場合
でも、本導波路素子は、良好な波長選択フィルタ特性を
有することがわかった。
でも、本導波路素子は、良好な波長選択フィルタ特性を
有することがわかった。
【００６４】（実施例５）〈書き換え特性の検証〉 実施例１で用いた波長グレーティングが書き込まれた導
波路型波長素子（フィルタ）に、ＨｅＮｅ光（出力１０
ｍＷ）を全面に一様に３０秒間照射し、グレーティング
を消去した。消去状態は、反射光が観測出来なくなるこ
とより確認できた。
波路型波長素子（フィルタ）に、ＨｅＮｅ光（出力１０
ｍＷ）を全面に一様に３０秒間照射し、グレーティング
を消去した。消去状態は、反射光が観測出来なくなるこ
とより確認できた。
【００６５】次に、再び水銀ランプ光を中心波長３６５
ｎｍの干渉フィルタで分光した光（光強度１００ｍＷ／
ｃｍ2 ）を上記導波路型波長選択素子に１０秒間照射
し、レーザ発振波長領域である可視部に吸収を持たせ
た。
ｎｍの干渉フィルタで分光した光（光強度１００ｍＷ／
ｃｍ2 ）を上記導波路型波長選択素子に１０秒間照射
し、レーザ発振波長領域である可視部に吸収を持たせ
た。
【００６６】次に、ＨｅＮｅレーザ（発振波長６３３ｎ
ｍ、出力１ｍＷ）をハーフミラーで２光束に分割し、交
差角３９°で干渉光を発生させ、当該干渉縞が直線導波
路と直交するように直線導波路の高分子クラッド部分に
１５秒間照射し、高分子クラッドには干渉縞の明暗に対
応して屈折率の周期的変化が再び書き込まれた。
ｍ、出力１ｍＷ）をハーフミラーで２光束に分割し、交
差角３９°で干渉光を発生させ、当該干渉縞が直線導波
路と直交するように直線導波路の高分子クラッド部分に
１５秒間照射し、高分子クラッドには干渉縞の明暗に対
応して屈折率の周期的変化が再び書き込まれた。
【００６７】上記導波路型波長選択素子を光学ステージ
に設置し、素子片端の入射ポート（図１中の１）からレ
ーザ光を入射させ、出射ポート（図１中の２）からの反
射光の光強度および出射ポート（図１中の４）からの透
過光をフォトディテクタで測定し、入射光強度と反射光
強度の比からフィルタ特性を判定した。
に設置し、素子片端の入射ポート（図１中の１）からレ
ーザ光を入射させ、出射ポート（図１中の２）からの反
射光の光強度および出射ポート（図１中の４）からの透
過光をフォトディテクタで測定し、入射光強度と反射光
強度の比からフィルタ特性を判定した。
【００６８】測定の結果、上記導波路素子は、波長１．
５μｍにおいて、９９．５％の高い反射特性を示し、波
長１．３μｍおよび０．８９μｍでは、反射率０％でか
つ透過光の損失は０．５％であった。
５μｍにおいて、９９．５％の高い反射特性を示し、波
長１．３μｍおよび０．８９μｍでは、反射率０％でか
つ透過光の損失は０．５％であった。
【００６９】この結果より、本導波路素子は、良好な繰
り返し特性を示し、書き換え可能な波長選択フィルタ特
性を有することがわかった。
り返し特性を示し、書き換え可能な波長選択フィルタ特
性を有することがわかった。
【００７０】（実施例６）〈熱的安定性の検証〉 本導波路素子の熱的安定性を検討するため、実施例１，
２，３で作製した導波路型波長フィルタを、高温環境下
での反射特性を測定した。測定は、温度８０℃の恒温槽
に放置後、一定時間ごとに取り出し、室温雰囲気中で
１．５μｍ光の反射特性を測定した。結果を表１に示
す。
２，３で作製した導波路型波長フィルタを、高温環境下
での反射特性を測定した。測定は、温度８０℃の恒温槽
に放置後、一定時間ごとに取り出し、室温雰囲気中で
１．５μｍ光の反射特性を測定した。結果を表１に示
す。
【００７１】
【表１】
【００７２】いずれの素子も反射率の変動幅は、５００
０時間後においても、０．２ｄＢ以下であり、良好な熱
安定性を示した。
０時間後においても、０．２ｄＢ以下であり、良好な熱
安定性を示した。
【００７３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いるこ
とによって、容易に、かつ回路上に実装した状態におい
ても、任意の波長を透過または反射し、また、グレーテ
ィングを光消去して再度書き換え可能な導波路型波長選
択素子が得られる。これまでの波長選択素子に比べ、同
等のフィルタ特性を有しながら、作製の簡易性、波長選
択性の自由度、書き換え性、熱的安定性において、はる
かに優れた特性をもっている。
とによって、容易に、かつ回路上に実装した状態におい
ても、任意の波長を透過または反射し、また、グレーテ
ィングを光消去して再度書き換え可能な導波路型波長選
択素子が得られる。これまでの波長選択素子に比べ、同
等のフィルタ特性を有しながら、作製の簡易性、波長選
択性の自由度、書き換え性、熱的安定性において、はる
かに優れた特性をもっている。
【図１】本発明にかかる導波路型波長選択素子の一代表
例を示す全体構成図である。
例を示す全体構成図である。
【図２】本発明の導波路型波長選択素子におけるマッハ
ツェンダ干渉回路の直線部分の平面構成図である。
ツェンダ干渉回路の直線部分の平面構成図である。
【図３】図２のａ−ａ′線に沿う断面構成図である。
【図４】図２のｂ−ｂ′線に沿う断面構成図である。
１ 入射ポート ２，３，４ 出射ポート ５，６ 光導波路のコア ７，８ 高分子クラッド ９ 光導波路のクラッド １０ 基板 Ａ，Ｂ 高分子クラッドを含むマッハツェンダ干渉回路
（直線部分） Ｃ，Ｄ 高帯域３ｄＢカップラ
（直線部分） Ｃ，Ｄ 高帯域３ｄＢカップラ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 6/18 Ｇ０３Ｃ 1/73 ５０３ Ｇ０３Ｃ 1/73 ５０３ Ｇ０２Ｂ 6/12 Ｆ Ｈ (72)発明者 助川 健 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 島田 俊之 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 石川 篤 大阪府大阪市都島区友渕町１丁目５番90号 鐘紡株式会社開発研究所内 (72)発明者 ▲はな▼澤 誠 大阪府大阪市都島区友渕町１丁目５番90号 鐘紡株式会社開発研究所内 (72)発明者 堀川 幸雄 大阪府大阪市都島区友渕町１丁目５番90号 鐘紡株式会社開発研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 光が導波するコア部とコアの周りを覆う
クラッド部とを有し、前記クラッド部の一部が、光照射
によって屈折率の周期的変化を生じさせる有機化合物か
ら構成され、該有機化合物が下記一般式（１）で示され
る構造のフッ素化ジアリールエテン化合物であることを
特徴とする光導波路型波長フィルタ。 【化１】 （但し、一般式（１）中のＡ1 ，Ａ2 は一般式（２）ま
たは一般式（３） 【化２】 【化３】 で示されるチエニル基、ピリル基、ベンゾチエニル基ま
たはインドリル基を表し、Ａ1 ，Ａ2 は同一でも異なっ
ていてもよい。一般式（２）および一般式（３）におい
て、Ｘ，Ｙは硫黄原子または炭素数１から１８のアルキ
ル置換窒素原子を表す。また、Ｒ1 ，Ｒ4 は炭素数１〜
８のアルキル基を表し、Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ5は水素原子、
アルキル基、アルコキシ基、またはシアノ基を表す。Ｒ
6 は水素原子、アルキル基、シアノ基または一般式
（４） 【化４】 で示される置換フェニルエテニル基を表し、Ｒ7 は水素
またはアルコキシ基を表す。）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7217401A JPH0961609A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 光導波路型波長フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7217401A JPH0961609A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 光導波路型波長フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0961609A true JPH0961609A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16703622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7217401A Pending JPH0961609A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 光導波路型波長フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0961609A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004003107A1 (en) * | 2002-06-28 | 2004-01-08 | Qinetiq Limited | Potochromic liquid crystals |
| JP2007163886A (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路型デバイス、温度計測装置および温度計測方法 |
| JP2010008831A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Toyota Central R&D Labs Inc | 光学素子及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-08-25 JP JP7217401A patent/JPH0961609A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004003107A1 (en) * | 2002-06-28 | 2004-01-08 | Qinetiq Limited | Potochromic liquid crystals |
| US7416682B2 (en) | 2002-06-28 | 2008-08-26 | Chi Mei Optoelectronics Corporation | Photochromic liquid crystals |
| JP2007163886A (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路型デバイス、温度計測装置および温度計測方法 |
| JP4654901B2 (ja) * | 2005-12-14 | 2011-03-23 | 住友電気工業株式会社 | 光導波路型デバイス、温度計測装置および温度計測方法 |
| JP2010008831A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Toyota Central R&D Labs Inc | 光学素子及びその製造方法 |
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