JPH0973021A - 方向性結合器およびその製造方法 - Google Patents
方向性結合器およびその製造方法Info
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- JPH0973021A JPH0973021A JP25198495A JP25198495A JPH0973021A JP H0973021 A JPH0973021 A JP H0973021A JP 25198495 A JP25198495 A JP 25198495A JP 25198495 A JP25198495 A JP 25198495A JP H0973021 A JPH0973021 A JP H0973021A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小さい面積に形成することが可能で、かつ波
長依存性や損失の少ない優れた性能を得ることができる
方向性結合器を提供する。 【解決手段】 基板１１に２本の光導波路１２，１３が
所定の間隔で隣接する結合領域をもって配設された方向
性結合器において、２本の光導波路１２，１３の結合領
域にこれら２本の光導波路１２，１３の底部を連結する
光導波路１２，１３と同じ材料からなる光結合層１４が
設けられる。２本の光導波路１２，１３は結合領域の中
央部で間隔が最小になりここから離れるにつれて間隔が
大きくなるようにパターン形成され、かつ光結合層１４
は結合領域中央部で最も厚くこれから離れるにつれて徐
々に薄くなるように膜厚が調整される。
長依存性や損失の少ない優れた性能を得ることができる
方向性結合器を提供する。 【解決手段】 基板１１に２本の光導波路１２，１３が
所定の間隔で隣接する結合領域をもって配設された方向
性結合器において、２本の光導波路１２，１３の結合領
域にこれら２本の光導波路１２，１３の底部を連結する
光導波路１２，１３と同じ材料からなる光結合層１４が
設けられる。２本の光導波路１２，１３は結合領域の中
央部で間隔が最小になりここから離れるにつれて間隔が
大きくなるようにパターン形成され、かつ光結合層１４
は結合領域中央部で最も厚くこれから離れるにつれて徐
々に薄くなるように膜厚が調整される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光通信システム
における光集積回路に有用な方向性結合器に関する。
における光集積回路に有用な方向性結合器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光集積回路等に用いられる方
向性結合器として、図５に示すものが知られている。こ
れは、基板５１の表面に、２本の光導波路５２、５３を
微小間隔ｄを持つ距離Ｌの結合領域を持たせてパターン
形成して得られる。この方向性結合器は、二つの入力ポ
ートＩＮ１，ＩＮ２のうち例えば入力ポートＩＮ１から
の入力光を二つの出力ポートＯＵＴ１，ＯＵＴ２に振り
分ける働きをする。
向性結合器として、図５に示すものが知られている。こ
れは、基板５１の表面に、２本の光導波路５２、５３を
微小間隔ｄを持つ距離Ｌの結合領域を持たせてパターン
形成して得られる。この方向性結合器は、二つの入力ポ
ートＩＮ１，ＩＮ２のうち例えば入力ポートＩＮ１から
の入力光を二つの出力ポートＯＵＴ１，ＯＵＴ２に振り
分ける働きをする。
【０００３】この方向性結合器は、隣接する導波路５
２，５３間の漏れ電界（エバネセント電界）の干渉によ
る結合を利用したもので、隣接導波路への結合の割合
は、結合領域の長さＬを変えることにより、０〜１００
％の範囲で変えることができる。一方の導波路の光を完
全に他方の導波路に移行させるに必要な結合領域の長さ
を完全結合長という。完全結合長は、結合領域の導波路
間隔ｄ、導波路の寸法および入射光の波長等によって決
まる。従って結合領域の長さを適切に設定することによ
り、例えば一方の入射端から入射された光を波長に応じ
て二つの出力端に振り分けることができる。
２，５３間の漏れ電界（エバネセント電界）の干渉によ
る結合を利用したもので、隣接導波路への結合の割合
は、結合領域の長さＬを変えることにより、０〜１００
％の範囲で変えることができる。一方の導波路の光を完
全に他方の導波路に移行させるに必要な結合領域の長さ
を完全結合長という。完全結合長は、結合領域の導波路
間隔ｄ、導波路の寸法および入射光の波長等によって決
まる。従って結合領域の長さを適切に設定することによ
り、例えば一方の入射端から入射された光を波長に応じ
て二つの出力端に振り分けることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方、方向性結合器の
他の用途として、例えば、図６に示すような、複数波長
の信号光を８チャネルに分配するといった光分配システ
ムがある。ここで方向性結合器６１は、一方の入力ポー
トＩＮ１に入る波長λ１／λ２（例えばλ１＝１．３μ
m 、λ２＝１．５μm ）の信号光を導波路６２，６３に
１：１で分岐するもので、更にそれらの分岐光は２分
岐，２分岐を繰り返して８分岐されて出力ポートＯＵＴ
１〜ＯＵＴ８に取り出される。また、もう一つの入力ポ
ートＩＮ２には例えば入力ポートＩＮ１への信号供給が
故障で断たれたときに予備の信号光源の信号光が用意さ
れる。この予備の信号光が入力されたときも同様に、方
向性結合器６１でこれが導波路６２，６３に２分岐さ
れ、更にそれらの分岐光が２分岐を繰り返して、８分岐
されて出力ポートＯＵＴ１〜ＯＵＴ８に取り出される。
他の用途として、例えば、図６に示すような、複数波長
の信号光を８チャネルに分配するといった光分配システ
ムがある。ここで方向性結合器６１は、一方の入力ポー
トＩＮ１に入る波長λ１／λ２（例えばλ１＝１．３μ
m 、λ２＝１．５μm ）の信号光を導波路６２，６３に
１：１で分岐するもので、更にそれらの分岐光は２分
岐，２分岐を繰り返して８分岐されて出力ポートＯＵＴ
１〜ＯＵＴ８に取り出される。また、もう一つの入力ポ
ートＩＮ２には例えば入力ポートＩＮ１への信号供給が
故障で断たれたときに予備の信号光源の信号光が用意さ
れる。この予備の信号光が入力されたときも同様に、方
向性結合器６１でこれが導波路６２，６３に２分岐さ
れ、更にそれらの分岐光が２分岐を繰り返して、８分岐
されて出力ポートＯＵＴ１〜ＯＵＴ８に取り出される。
【０００５】この様な光分配システムに用いられる方向
性結合器６１は波長依存性がないことが必要である。し
かし図５に示した従来の方向性結合器は波長依存性を有
し、例えば波長λ１で入力光を１：１に分岐するように
結合領域が設計された場合、異なる波長λ２では、１：
１の光分岐ができない。従って図６のような光分配シス
テムにはそのまま適用することが難しいという問題があ
る。また方向性結合器を各種光集積回路の回路要素とす
るには、できるだけ小さい面積に形成できることが望ま
れる。しかし従来の方向性結合器は、結合領域の二つの
導波路の間隔が一定であり、この間隔が大きいといわゆ
る完全結合長が長くなり、小さい面積に形成することが
難しい。占有面積の小型化のためには、二つの導波路の
結合領域の間隔を小さくすることが必要であるが、これ
は加工技術の限界により制限される。
性結合器６１は波長依存性がないことが必要である。し
かし図５に示した従来の方向性結合器は波長依存性を有
し、例えば波長λ１で入力光を１：１に分岐するように
結合領域が設計された場合、異なる波長λ２では、１：
１の光分岐ができない。従って図６のような光分配シス
テムにはそのまま適用することが難しいという問題があ
る。また方向性結合器を各種光集積回路の回路要素とす
るには、できるだけ小さい面積に形成できることが望ま
れる。しかし従来の方向性結合器は、結合領域の二つの
導波路の間隔が一定であり、この間隔が大きいといわゆ
る完全結合長が長くなり、小さい面積に形成することが
難しい。占有面積の小型化のためには、二つの導波路の
結合領域の間隔を小さくすることが必要であるが、これ
は加工技術の限界により制限される。
【０００６】この発明は上記事情を考慮してなされたも
ので、小さい面積で波長依存性や損失の少ない優れた性
能を得ることができる方向性結合器を提供することを目
的としている。この発明はまた、上述の優れた性能の方
向性結合器を簡単な工程で得ることができる方向性結合
器の製造方法を提供することを目的としている。
ので、小さい面積で波長依存性や損失の少ない優れた性
能を得ることができる方向性結合器を提供することを目
的としている。この発明はまた、上述の優れた性能の方
向性結合器を簡単な工程で得ることができる方向性結合
器の製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、基板に２本
の光導波路が所定の間隔で隣接する結合領域をもって配
設された方向性結合器において、前記２本の光導波路の
結合領域にこれら２本の光導波路を連結する光導波路と
同じ屈折率の光結合層が設けられていることを特徴とし
ている。この発明において好ましくは、前記２本の光導
波路は、前記結合領域の中央部で間隔が最小になり中央
部から離れるにつれて間隔が大きくなるようにパターン
形成され、また好ましくは前記光結合層は前記結合領域
の中央部で最も厚く中央部から離れるにつれて薄くなる
ように層厚が調製されていることを特徴とする。
の光導波路が所定の間隔で隣接する結合領域をもって配
設された方向性結合器において、前記２本の光導波路の
結合領域にこれら２本の光導波路を連結する光導波路と
同じ屈折率の光結合層が設けられていることを特徴とし
ている。この発明において好ましくは、前記２本の光導
波路は、前記結合領域の中央部で間隔が最小になり中央
部から離れるにつれて間隔が大きくなるようにパターン
形成され、また好ましくは前記光結合層は前記結合領域
の中央部で最も厚く中央部から離れるにつれて薄くなる
ように層厚が調製されていることを特徴とする。
【０００８】この発明はまた、基板表面に基板より高屈
折率の層を形成し、前記高屈折率の層上に耐エッチング
マスクを形成して前記高屈折率の層を選択エッチングし
て所定間隔で隣接する結合領域を持つ２本の光導波路を
形成する方向性結合器の製造方法において、前記耐エッ
チングマスクを、形成されるべき２本の光導波路の結合
領域の中央部で間隔が最小になり中央部から離れるにつ
れて間隔が大きくなるような２本のマスクパターンとし
て形成し、前記選択エッチングの工程で、前記耐エッチ
ングマスクの間隔が小さくなるにつれてエッチング速度
が低下するエッチング特性を利用して、形成される２本
の光導波路の結合領域に、その底部を連結し、中央部で
最も厚く中央部から離れるにつれて薄くなるように層厚
が調製された前記高屈折率の層からなる光結合層を形成
することを特徴とする。
折率の層を形成し、前記高屈折率の層上に耐エッチング
マスクを形成して前記高屈折率の層を選択エッチングし
て所定間隔で隣接する結合領域を持つ２本の光導波路を
形成する方向性結合器の製造方法において、前記耐エッ
チングマスクを、形成されるべき２本の光導波路の結合
領域の中央部で間隔が最小になり中央部から離れるにつ
れて間隔が大きくなるような２本のマスクパターンとし
て形成し、前記選択エッチングの工程で、前記耐エッチ
ングマスクの間隔が小さくなるにつれてエッチング速度
が低下するエッチング特性を利用して、形成される２本
の光導波路の結合領域に、その底部を連結し、中央部で
最も厚く中央部から離れるにつれて薄くなるように層厚
が調製された前記高屈折率の層からなる光結合層を形成
することを特徴とする。
【０００９】この発明によると、２本の光導波路の結合
領域にこれらの光導波路を連結する光導波路と同じ屈折
率の光結合層を設けることによって、実質的に２本の光
導波路が結合領域で一体のものとなり、一方の光導波路
に入力された光信号を１：１の割合で２分岐することが
できる。この結合は、通常の方向性結合器における漏れ
電界の重なりを利用するものと異なり、波長依存性が少
なく、従って波長に拘らず信号光を２分岐するという用
途に適用して有効である。また、結合領域では光導波路
が光結合層を介して直接連結されるため、短い結合領域
で光結合が可能である。
領域にこれらの光導波路を連結する光導波路と同じ屈折
率の光結合層を設けることによって、実質的に２本の光
導波路が結合領域で一体のものとなり、一方の光導波路
に入力された光信号を１：１の割合で２分岐することが
できる。この結合は、通常の方向性結合器における漏れ
電界の重なりを利用するものと異なり、波長依存性が少
なく、従って波長に拘らず信号光を２分岐するという用
途に適用して有効である。また、結合領域では光導波路
が光結合層を介して直接連結されるため、短い結合領域
で光結合が可能である。
【００１０】特に、２本の光導波路が、結合領域の中央
部で間隔が最小になり中央部から離れるにつれて間隔が
大きくなるようにパターン形成され、かつ光結合層が結
合領域の中央部で最も厚く中央部から離れるにつれて薄
くなるように層厚が調製されたものとすると、入力ポー
トから入力された光が結合領域に入る点で光結合層を設
けたことに起因する無用な反射や散乱を起こすことがな
く、損失の少ない方向性結合器が得られる。
部で間隔が最小になり中央部から離れるにつれて間隔が
大きくなるようにパターン形成され、かつ光結合層が結
合領域の中央部で最も厚く中央部から離れるにつれて薄
くなるように層厚が調製されたものとすると、入力ポー
トから入力された光が結合領域に入る点で光結合層を設
けたことに起因する無用な反射や散乱を起こすことがな
く、損失の少ない方向性結合器が得られる。
【００１１】またこの発明の方法によると、光導波路と
なる高屈折率の層をパターニングする際に、耐エッチン
グマスクの間隔の小さい領域でエッチング速度が遅くな
るというエッチング特性を利用することにより、一回の
エッチング工程で、不均一間隔を持つ結合領域の間に光
導波路と同じ層からなる光結合層を、結合領域の中央部
で最も厚く、ここから離れるにつれて薄くなるように自
動的に層厚調製された状態で形成することができる。
なる高屈折率の層をパターニングする際に、耐エッチン
グマスクの間隔の小さい領域でエッチング速度が遅くな
るというエッチング特性を利用することにより、一回の
エッチング工程で、不均一間隔を持つ結合領域の間に光
導波路と同じ層からなる光結合層を、結合領域の中央部
で最も厚く、ここから離れるにつれて薄くなるように自
動的に層厚調製された状態で形成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。図１はこの発明の一実施例に係る
方向性結合器を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ′断面図、（ｃ）は同じくＢ−Ｂ′断面
図であり、（ｄ）は同じくＣ−Ｃ′断面図である。
の実施例を説明する。図１はこの発明の一実施例に係る
方向性結合器を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ′断面図、（ｃ）は同じくＢ−Ｂ′断面
図であり、（ｄ）は同じくＣ−Ｃ′断面図である。
【００１３】図に示すようにこの方向性結合器は、基板
１１上に、基板より高屈折率材料からなる２本の光導波
路１２，１３が配設されて構成される。２本の光導波路
１２，１３は、図１（ａ）のａ点とｃ点の間の距離Ｌで
示す結合領域において、その中央部（ｂ点）、即ちＢ−
Ｂ′断面位置で間隔が最小となり、ここから離れるにつ
れて間隔が広がるように、滑らかな円弧状パターンを描
いて形成されている。
１１上に、基板より高屈折率材料からなる２本の光導波
路１２，１３が配設されて構成される。２本の光導波路
１２，１３は、図１（ａ）のａ点とｃ点の間の距離Ｌで
示す結合領域において、その中央部（ｂ点）、即ちＢ−
Ｂ′断面位置で間隔が最小となり、ここから離れるにつ
れて間隔が広がるように、滑らかな円弧状パターンを描
いて形成されている。
【００１４】２本の光導波路１２，１３の結合領域に
は、これら２本の光導波路１２，１３の底部を連結する
ように光結合層１４が形成されている。光結合層１４
は、光導波路層１２，１３と同じ屈折率の層、この実施
例の場合光導波路１２，１３と同じ材料層により形成さ
れている。またこの光結合層１４は、図１（ａ）に示す
ように、２本の光導波路１２，１３の結合領域の中央部
ｂ点で最も厚く、ここから離れるにつれて薄くなるよう
に層厚が調製されている。
は、これら２本の光導波路１２，１３の底部を連結する
ように光結合層１４が形成されている。光結合層１４
は、光導波路層１２，１３と同じ屈折率の層、この実施
例の場合光導波路１２，１３と同じ材料層により形成さ
れている。またこの光結合層１４は、図１（ａ）に示す
ように、２本の光導波路１２，１３の結合領域の中央部
ｂ点で最も厚く、ここから離れるにつれて薄くなるよう
に層厚が調製されている。
【００１５】具体的にこの実施例の方向性結合器は、例
えば基板１１として石英基板を用い、光導波路１２，１
３としてガラス層を用いて作ることができる。この材料
系の他、基板１１としてＧａＡｓ基板（屈折率ｎ１＝
３．５５）を用い、光導波路１２，１３および光結合層
１４としてＡｌＧａＡｓ層（屈折率ｎ２＝３．６）を用
いて作ることができる。あるいはまたガラス基板（屈折
率１．５）を用い、光導波路１２，１３および光結合層
１４をＺｎＳ層（屈折率２．２９）を用いて作ることも
できる。
えば基板１１として石英基板を用い、光導波路１２，１
３としてガラス層を用いて作ることができる。この材料
系の他、基板１１としてＧａＡｓ基板（屈折率ｎ１＝
３．５５）を用い、光導波路１２，１３および光結合層
１４としてＡｌＧａＡｓ層（屈折率ｎ２＝３．６）を用
いて作ることができる。あるいはまたガラス基板（屈折
率１．５）を用い、光導波路１２，１３および光結合層
１４をＺｎＳ層（屈折率２．２９）を用いて作ることも
できる。
【００１６】石英基板を用いた場合のこの実施例の方向
性結合器の製造工程を、図２を用いて説明する。図２
は、図１（ｃ）の断面での製造工程を示している。図２
（ａ）に示すように石英からなる基板１１上全面に、光
導波路層となるガラス層２０を形成し、次いで図２
（ｂ）に示すように、ガラス層２０上に、例えばアモル
ファスＳｉからなるマスク材を堆積し、通常のリソグラ
フィ工程を経て、マスク材をパターンニングして、図１
で説明した２本の光導波路１２，１３と同じパターンで
耐エッチングマスク２１，２２を形成する。そして、反
応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法によりガラス層２０
を選択エッチングして、図２（ｃ）に示すように、２本
の光導波路１２，１３をパターン形成する。最後に図２
（ｄ）に示すように、耐エッチングマスク２１，２２を
除去する。
性結合器の製造工程を、図２を用いて説明する。図２
は、図１（ｃ）の断面での製造工程を示している。図２
（ａ）に示すように石英からなる基板１１上全面に、光
導波路層となるガラス層２０を形成し、次いで図２
（ｂ）に示すように、ガラス層２０上に、例えばアモル
ファスＳｉからなるマスク材を堆積し、通常のリソグラ
フィ工程を経て、マスク材をパターンニングして、図１
で説明した２本の光導波路１２，１３と同じパターンで
耐エッチングマスク２１，２２を形成する。そして、反
応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法によりガラス層２０
を選択エッチングして、図２（ｃ）に示すように、２本
の光導波路１２，１３をパターン形成する。最後に図２
（ｄ）に示すように、耐エッチングマスク２１，２２を
除去する。
【００１７】上述の反応性イオンエッチングは、耐エッ
チングマスクに挟まれた狭い領域ではエッチング速度が
低く、２μm 以下の幅の領域はきれいにエッチングする
ことができなくなるというエッチング特性を示す。この
実施例ではこのエッチング特性を利用することにより、
図２（ｃ）に示すように、２本の光導波路１２，１３の
間は、間隔が大きい領域ではガラス層２０がきれいに除
去され、結合領域においては、間隔に応じて層厚が変化
するガラス層２０が残った状態、即ち前述した層厚分布
を持つガラス層による光結合層１４を得ることができ
る。
チングマスクに挟まれた狭い領域ではエッチング速度が
低く、２μm 以下の幅の領域はきれいにエッチングする
ことができなくなるというエッチング特性を示す。この
実施例ではこのエッチング特性を利用することにより、
図２（ｃ）に示すように、２本の光導波路１２，１３の
間は、間隔が大きい領域ではガラス層２０がきれいに除
去され、結合領域においては、間隔に応じて層厚が変化
するガラス層２０が残った状態、即ち前述した層厚分布
を持つガラス層による光結合層１４を得ることができ
る。
【００１８】図３（ａ），（ｂ）は、それぞれ従来の方
向性結合器とこの実施例の方向性結合器について、結合
領域の断面とこの断面での電界分布を示している。従来
の方向性結合器では、光導波路断面が正方形であれば、
図３（ａ）に示すように横方向電界はほぼ円形になり、
漏れ電界の重なりによって結合が生じることになる。こ
れに対してこの実施例の場合、光導波路１２，１３の底
部を連結するように光結合層１４が設けられている結
果、図３（ｂ）に示すように導波光の電界は横方向に広
がって楕円形状になり、結合領域の中央部ｂ点では二つ
の光導波路１２，１３がほぼ一体になって大きく結合さ
れる。従って、一方の入力ポートＩＮ１から入力された
光信号は、１：１で分岐されて二つの出力ポートＯＵＴ
１，ＯＵＴ２に取り出される。他方の入力ポートＩＮ２
に光信号が入力された場合も同様である。
向性結合器とこの実施例の方向性結合器について、結合
領域の断面とこの断面での電界分布を示している。従来
の方向性結合器では、光導波路断面が正方形であれば、
図３（ａ）に示すように横方向電界はほぼ円形になり、
漏れ電界の重なりによって結合が生じることになる。こ
れに対してこの実施例の場合、光導波路１２，１３の底
部を連結するように光結合層１４が設けられている結
果、図３（ｂ）に示すように導波光の電界は横方向に広
がって楕円形状になり、結合領域の中央部ｂ点では二つ
の光導波路１２，１３がほぼ一体になって大きく結合さ
れる。従って、一方の入力ポートＩＮ１から入力された
光信号は、１：１で分岐されて二つの出力ポートＯＵＴ
１，ＯＵＴ２に取り出される。他方の入力ポートＩＮ２
に光信号が入力された場合も同様である。
【００１９】また、従来の構造では、光導波路から結合
領域に滲み出す電界とその干渉は、光導波路とその周囲
の屈折率の相違、および光導波路境界での入射角等に依
存するため、波長依存性を有し、ある波長成分について
１：１の分配が行われるように結合領域を設計したと
き、他の波長では分配比が１：１にならない。これに対
してこの実施例の場合、二つの光導波路１２，１３の間
は光結合層１４を通して、波長に関係なく直接の結合が
生じるため、波長依存性が少ない。従って図６に示した
ような光分配システムに適用して、異なる波長の信号光
をいずれも均等に分配することが可能になる。
領域に滲み出す電界とその干渉は、光導波路とその周囲
の屈折率の相違、および光導波路境界での入射角等に依
存するため、波長依存性を有し、ある波長成分について
１：１の分配が行われるように結合領域を設計したと
き、他の波長では分配比が１：１にならない。これに対
してこの実施例の場合、二つの光導波路１２，１３の間
は光結合層１４を通して、波長に関係なく直接の結合が
生じるため、波長依存性が少ない。従って図６に示した
ような光分配システムに適用して、異なる波長の信号光
をいずれも均等に分配することが可能になる。
【００２０】更に、光結合層１４がもし、結合領域の端
部、即ち図１（ａ）のａ点，ｃ点においてステップ状に
立上がる一定層厚で形成されたとすると、これらａ，ｃ
点での構造の急激な変化による光の反射，散乱があるた
め、光の損失が生じる。これに対してこの実施例におい
ては、二つの光導波路１２，１３を結合領域において滑
らかな曲線で漸近させるパターンとすることにより、図
１（ａ）に示すように、光結合層１４はａ点およびｃ点
からｂ点に向かって連続的に層厚が増加するように層厚
が調製される結果、結合に伴う光損失が小さいものとな
る。しかもこの実施例の方法によれば、光導波路をパタ
ーニングする一回のエッチング工程で、自然にその様な
光結合層の層厚分布を得ることができる。
部、即ち図１（ａ）のａ点，ｃ点においてステップ状に
立上がる一定層厚で形成されたとすると、これらａ，ｃ
点での構造の急激な変化による光の反射，散乱があるた
め、光の損失が生じる。これに対してこの実施例におい
ては、二つの光導波路１２，１３を結合領域において滑
らかな曲線で漸近させるパターンとすることにより、図
１（ａ）に示すように、光結合層１４はａ点およびｃ点
からｂ点に向かって連続的に層厚が増加するように層厚
が調製される結果、結合に伴う光損失が小さいものとな
る。しかもこの実施例の方法によれば、光導波路をパタ
ーニングする一回のエッチング工程で、自然にその様な
光結合層の層厚分布を得ることができる。
【００２１】この発明は上記実施例に限られない。例え
ば実施例では、光導波路１２，１３および光結合層１４
の上部および側部は空気に接するようにしたが、図４に
示すように光導波路１２，１３および光結合層１４を覆
うようにこれらより低屈折率のクラッド層４１を設けた
構造としても良い。なお図４は、図１（ｂ）の断面に対
応する断面を示している。また、２本の光導波路は結合
領域に設けられる光結合層の層厚を一定として、これら
２本の光導波路を中央部で間隔が最小になり中央部から
離れるにつれて間隔が大きくなるようなパターンとする
こと、あるいは、２本の光導波路の結合領域の間隔は一
定として、これらの間に結合領域の中央部で最も厚く中
央部から離れるにつれて薄くなるように層厚調製された
光結合層を設けることによっても、一定の効果が得られ
る。また上に説明した材料系の他、ＬｉＮｂＯ3 基板に
Ｔｉ拡散層により光導波路を形成する場合等にも同様に
この発明を適用することが可能である。
ば実施例では、光導波路１２，１３および光結合層１４
の上部および側部は空気に接するようにしたが、図４に
示すように光導波路１２，１３および光結合層１４を覆
うようにこれらより低屈折率のクラッド層４１を設けた
構造としても良い。なお図４は、図１（ｂ）の断面に対
応する断面を示している。また、２本の光導波路は結合
領域に設けられる光結合層の層厚を一定として、これら
２本の光導波路を中央部で間隔が最小になり中央部から
離れるにつれて間隔が大きくなるようなパターンとする
こと、あるいは、２本の光導波路の結合領域の間隔は一
定として、これらの間に結合領域の中央部で最も厚く中
央部から離れるにつれて薄くなるように層厚調製された
光結合層を設けることによっても、一定の効果が得られ
る。また上に説明した材料系の他、ＬｉＮｂＯ3 基板に
Ｔｉ拡散層により光導波路を形成する場合等にも同様に
この発明を適用することが可能である。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、２
本の光導波路の結合領域にこれら２本の光導波路の底部
を連結する光導波路と同じ屈折率の光結合層を設けるこ
とにより、波長依存性の少ない光分岐が可能で、かつ小
型化を図った光集積回路に適した方向性結合器が得られ
る。また２本の光導波路を結合領域の中央部で間隔が最
小になるようにパターン形成すると共に、光結合層を結
合領域の中央部で最も厚くなるように層厚調製されたも
のとすることで、損失の小さい方向性結合器を得ること
ができる。
本の光導波路の結合領域にこれら２本の光導波路の底部
を連結する光導波路と同じ屈折率の光結合層を設けるこ
とにより、波長依存性の少ない光分岐が可能で、かつ小
型化を図った光集積回路に適した方向性結合器が得られ
る。また２本の光導波路を結合領域の中央部で間隔が最
小になるようにパターン形成すると共に、光結合層を結
合領域の中央部で最も厚くなるように層厚調製されたも
のとすることで、損失の小さい方向性結合器を得ること
ができる。
【００２３】またこの発明の方法によれば、光導波路の
パターニング工程で、耐エッチングマスク間隔の小さい
領域でエッチング速度が遅くなるというエッチング特性
を利用することにより、一回のエッチング工程で不均一
間隔を持つ結合領域の中央部で最も厚くなるような層厚
分布をもつ光結合層を形成することができ、これにより
小型化と同時に損失低減を図った方向性結合器を得るこ
とができる。
パターニング工程で、耐エッチングマスク間隔の小さい
領域でエッチング速度が遅くなるというエッチング特性
を利用することにより、一回のエッチング工程で不均一
間隔を持つ結合領域の中央部で最も厚くなるような層厚
分布をもつ光結合層を形成することができ、これにより
小型化と同時に損失低減を図った方向性結合器を得るこ
とができる。
【図１】 この発明の一実施例に係る方向性結合器の構
造を示す。
造を示す。
【図２】 同実施例の方向性結合器の製造工程を示す。
【図３】 従来の方向性結合器と実施例の方向性結合器
の光結合の様子を示す。
の光結合の様子を示す。
【図４】 この発明の他の実施例による方向性結合器の
構造を示す。
構造を示す。
【図５】 従来の方向性結合器を示す。
【図６】 光分配システムの例を示す。
１１…基板、１２，１３…光導波路、１４…光結合層。
Claims (4)
- 【請求項１】 基板に２本の光導波路が所定の間隔で隣
接する結合領域をもって配設された方向性結合器におい
て、 前記２本の光導波路の結合領域にこれら２本の光導波路
を連結する光導波路と同じ屈折率の光結合層が設けられ
ていることを特徴とする方向性結合器。 - 【請求項２】 前記２本の光導波路は、前記結合領域の
中央部で間隔が最小になり中央部から離れるにつれて間
隔が大きくなるようにパターン形成されていることを特
徴とする請求項１記載の方向性結合器。 - 【請求項３】 前記光結合層は前記結合領域の中央部で
最も厚く中央部から離れるにつれて薄くなるように層厚
が調製されていることを特徴とする請求項１または２に
記載の方向性結合器。 - 【請求項４】 基板表面に基板より高屈折率の層を形成
し、前記高屈折率の層上に耐エッチングマスクを形成し
て前記高屈折率の層を選択エッチングして所定間隔で隣
接する結合領域を持つ２本の光導波路を形成する方向性
結合器の製造方法において、 前記耐エッチングマスクを、形成されるべき２本の光導
波路の結合領域の中央部で間隔が最小になり中央部から
離れるにつれて間隔が大きくなるような２本のマスクパ
ターンとして形成し、 前記選択エッチング特性を利用して、形成される２本の
光導波路の結合領域に、その底部を連結し、中央部で最
も厚く中央部から離れるにつれて薄くなるように層厚が
調製された前記高屈折率の層からなる光結合層を形成す
ることを特徴とする方向性結合器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25198495A JP3562670B2 (ja) | 1995-09-05 | 1995-09-05 | 方向性結合器およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25198495A JP3562670B2 (ja) | 1995-09-05 | 1995-09-05 | 方向性結合器およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0973021A true JPH0973021A (ja) | 1997-03-18 |
| JP3562670B2 JP3562670B2 (ja) | 2004-09-08 |
Family
ID=17230932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25198495A Expired - Fee Related JP3562670B2 (ja) | 1995-09-05 | 1995-09-05 | 方向性結合器およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3562670B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6304706B1 (en) | 1998-09-03 | 2001-10-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Planar lightwave circuit |
| JP2005106867A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-21 | Kddi Corp | 方向性結合器及び光アドドロップ多重装置 |
| US7228043B2 (en) | 2002-06-21 | 2007-06-05 | Nec Corporation | Optical waveguide circuit and manufacturing method thereof |
| WO2015005368A1 (ja) * | 2013-07-10 | 2015-01-15 | 技術研究組合光電子融合基盤技術研究所 | 光回路 |
| JP2015090449A (ja) * | 2013-11-06 | 2015-05-11 | 株式会社フジクラ | モード変換素子及び光導波路素子 |
| JP2016004238A (ja) * | 2014-06-19 | 2016-01-12 | 株式会社フジクラ | 基板型光導波路素子 |
-
1995
- 1995-09-05 JP JP25198495A patent/JP3562670B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6304706B1 (en) | 1998-09-03 | 2001-10-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Planar lightwave circuit |
| US7228043B2 (en) | 2002-06-21 | 2007-06-05 | Nec Corporation | Optical waveguide circuit and manufacturing method thereof |
| JP2005106867A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-21 | Kddi Corp | 方向性結合器及び光アドドロップ多重装置 |
| WO2015005368A1 (ja) * | 2013-07-10 | 2015-01-15 | 技術研究組合光電子融合基盤技術研究所 | 光回路 |
| US9678288B2 (en) | 2013-07-10 | 2017-06-13 | Photonics Electronics Technology Research Association | Optical circuit |
| JP2015090449A (ja) * | 2013-11-06 | 2015-05-11 | 株式会社フジクラ | モード変換素子及び光導波路素子 |
| JP2016004238A (ja) * | 2014-06-19 | 2016-01-12 | 株式会社フジクラ | 基板型光導波路素子 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3562670B2 (ja) | 2004-09-08 |
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