JPH0990146A - ハイブリッド型光デバイスおよびその製造方法 - Google Patents

ハイブリッド型光デバイスおよびその製造方法

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JPH0990146A
JPH0990146A JP24420395A JP24420395A JPH0990146A JP H0990146 A JPH0990146 A JP H0990146A JP 24420395 A JP24420395 A JP 24420395A JP 24420395 A JP24420395 A JP 24420395A JP H0990146 A JPH0990146 A JP H0990146A
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JP
Japan
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optical
type optical
waveguide
cut
waveguide type
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JP24420395A
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English (en)
Inventor
Katsuyuki Imoto
克之 井本
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Hitachi Cable Ltd
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Hitachi Cable Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】光部品が微小寸法でも光部品の取扱いおよび導
波路型光回路間への挿入が容易で、しかも隙間がなく、
挿入損失、反射損失を良好にする。また、生産性を向上
し、低コスト化を図る。 【解決手段】光の伝搬するコアパターン3を有するガラ
ス導波路型光回路10を用意する。このガラス導波路型
光回路10のコアパターン3を横断するように、炭酸ガ
スレーザ光を用いて切断線8に沿ってガラス導波路型光
回路10を切断し、切断面13をもつ導波路型光回路1
0aと10bとに分離する。ついで切断面13、13間
に光フィルタ膜5を挿入して挟みこむ。最後に切断した
ガラス導波路型光回路10a、10b同士を貼りあわ
せ、光フィルタ膜5を介してコアパターン3の交叉部を
互いに接続した。なお、光回路10a、10b同士の貼
りあわせも炭酸ガスレーザ光を照射して融着することに
よって行うとよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は導波路型光回路に光
部品をハイブリッド実装したハイブリッド型光デバイス
およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、光デバイスの高性能化、低コスト
化の要求が高まるにつれ、導波路型光回路に光部品をハ
イブリッド実装したハイブリッド型光デバイスが注目さ
れるようになってきた。
【0003】図3は従来のハイブリッド型光デバイスの
一例を示したものである。同図(a)は平面図、同図
(b)は(a)のA−A’断面図を示したものである。
これは、ガラス導波路型光回路10に光フィルタ膜5を
ハイブリッド実装した、いわゆる導波路型光分波回路で
ある。導波路型光回路10は、ガラス基板1上に屈折率
がnb のバッファ層2を形成し、その上に屈折率がnw
(nw >nb )で、略矩形状のコアパターン3をT字状
に形成し、そしてコアパターン3を含めたバッファ層2
の全体を覆うように屈折率nc (nc <nw )のクラッ
ド層4が形成された構造である。
【0004】光フィルタ膜5は波長λ2 の光信号を反射
させ、波長λ1 の光信号を通過させる特性をもったもの
で、ガラス、あるいはポリマなどのフィルムに干渉膜フ
ィルタを形成して作ったものである。この光フィルタ膜
5は上記T字状のコアパターン3の交叉部に図に示すよ
うな溝6を形成して埋め込んだものである。
【0005】そしてこのハイブリッド型光デバイスの動
作は、矢印7a方向から波長λ1 とλ2 の光信号がコア
パターン3内に入射してコア3a内を伝搬し、光フィル
タ膜5に達すると、波長λ2 の光信号はこの光フィルタ
膜5で反射され、交叉している別のコア3b内を伝搬
し、矢印7b方向へ取り出される。他方、波長λ1 の光
信号は光フィルタ膜5をそのまま通過し、コア3c内を
伝搬して矢印7c方向へ取り出される。この構成で重要
なことは、光フィルタ膜5の厚みGをできる限り薄くす
る(数十μm以下)することと、光フィルタ膜5の挿入
深さTを数十μ必要とすることである。また、このよう
な光デバイスを低コストで生産性良く作ることである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図3の光デバイスを実
現する上で次のような問題点があることがわかった。
【0007】(1) 導波路型光回路のT字状交叉部に光フ
ィルタ膜を挿入するための溝を形成しなければならない
が、この溝は幅Gが数十μm以下、長さWが数十μm、
深さTが数十μmである。しかし、このような幅が狭く
て深い溝を作成するのに、ドライエッチング、ウェット
エッチング、機械的研削などのいずれの方法をとっても
作成することが極めて難しい。しかも寸法精度を厳しく
しておかないと、光フィルタ膜5の挿入が難しくなると
いう問題点があった。
【0008】(2) 光フィルタ膜も極めて微小寸法のもの
であるので、取り扱いが難しいのと、上記溝内へスムー
ズに入れることが難しかった。また、うまく挿入できた
としてもわずかの隙間が生ずるため、この隙間による光
学的特性の劣化(挿入損失、反射損失の増大)を生じ
た。
【0009】(3) 寸法精度の高い溝を作成し、そこに光
フィルタ膜を挿入しなければならないため、生産性が極
めて悪く、また低コスト化も困難であった。
【0010】本発明の目的は、前記した従来技術の問題
点を解決したハイブリッド型光デバイスおよびその製造
方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために次のような構成にしたものである。
【0012】第1の発明は、平滑で厚み方向の垂直性の
良い端面を有する複数の導波路型光回路と、導波路型光
回路同士の端面間に挿入されて挟みこまれ、各導波路型
光回路に設けられた光導波路を互いに接続する薄膜状の
光部品とを備えたハイブリッド型光デバイスである。
【0013】第2の発明は、導波路型光回路の光導波路
を横断するように、炭酸ガスレーザ光(CO2 レーザ
光)を用いて上記導波路型光回路を切断し、ついで上記
切断により形成された切断面間に薄膜状の光部品を挿入
して挟みこみ、最後に切断した導波路型光回路同士を貼
りあわせたハイブリッド型光デバイスの製造方法であ
る。
【0014】第3の発明は、第2の発明において、上記
切断した導波路型光回路同士を貼りあわせる手段とし
て、CO2 レーザ光を照射して融着するようにしたもの
である。
【0015】第4の発明は、第2または第3の発明にお
いて、上記導波路型光回路の切断箇所および薄膜状の光
部品の挿入箇所が2箇所以上あるハイブリッド型光デバ
イスの製造方法である。
【0016】従来のものでは、導波路型光回路に形成し
た溝と薄膜状の光部品との間にどうしても隙間が生じ、
この隙間による反射損失を余儀なくされたが、本発明で
は隙間のないように密着して挟みこむことができるの
で、上記反射損失をほとんど無視することができる。ま
た、本発明では薄膜状の光部品の厚みを限りなく薄くす
ることができるので、挿入損失を低減できる。
【0017】また、本発明によれば、導波路型光回路を
CO2 レーザ光で切断するようにしたので、導波路型光
回路を切り代幅0で切断することができ、かつ、切断し
た面を平滑に、しかも垂直性良くできる。従って、切断
した面間に薄膜状の光部品を挿入し、挟みこめば、非常
に密着性良く薄膜状の光部品を装着することができる。
また従来のような高寸法精度の溝を形成する必要がない
ので、非常に低コストで生産性良く作ることができる。
さらに光部品の厚みが厚くなると、これを従来のように
導波路型光回路の溝に挿入した場合には、この部分での
伝搬モードの拡がりが発生し、モード不整合損失が生ず
るが、導波路型光回路間に挿入して挟みこむ本発明では
限りなく薄くすることができるので、上記モード不整合
損失を小さくすることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】図1に本発明のハイブリッド型光
デバイスの製造方法の実施の形態を示す。同図(a)か
ら(d)までの図は、ガラス導波路型光回路の平面図を
示したものである。
【0019】まず図1(a)は図3で説明した従来のガ
ラス導波路型光回路10を示したものであり、コア3
a、3b、および3cからなっているコアパターン3が
T字状に構成されている。基板1、バッファ層2、コア
パターン3、およびクラッド層4はSiO2 系のガラス
(SiO2 、あるいはSiO2 にTiO2 、GeO2
2 5 などのドーパントをドープしたもの)、あるい
は多成分系のガラス(たとえば、ホウケイ酸ガラス)で
構成されているものを用いる。
【0020】次に図1(b)に示すように、上記ガラス
導波路型光回路10の表面上にCO2 ガスレーザ光を照
射することにより、コアパターン3の交叉部を横断する
ように切断線8に沿って上記ガラス導波路型光回路10
を切断し、切断により形成される切断面13を端面にも
つ導波路型光回路10aと10bとに分離する。このC
2 ガスレーザ光の照射による切断は次のようにして行
なった。
【0021】波長10.6μmの連続発振したレーザ光
(出力パワー60W)を上記ガラス導波路型光回路(厚
さ1mm)10の表面上に照射しつつ(レーザビームのス
ポット径:約800μm)、レーザ光をN2 ガス雰囲気
で覆いながら、そのN2 ガスも上記光回路10の表面上
に吹きつけつつ、上記光回路10を図示しないXY移動
ステージ上に実装して、図1(b)の切断線8に沿って
XY移動ステージを約1mm/sで移動させることにより上
記光回路10に熱応力によるき裂を発生させ、かつ、そ
のき裂を上記ステージの移動と共に進展させることによ
って切断した。
【0022】切断したところの切り代幅はほぼ0で、切
断した面も凹凸のほとんどない平滑な面で、しかも厚み
方向に垂直性良く割れていた。切断した面を再び貼りあ
わせると、切断する前の状態と全く見分けができないほ
ど密に隙間のない状態で貼りわせることができた。
【0023】次に図1(c)に示すように、矢印9a、
9b、9c、および9dのごとく導波路型光回路10a
と10bとを分離し、光フィルタ膜5を挿入した。この
光フィルタ膜5は厚さが15μmのポリイミドフィルム
面に干渉膜フィルタを蒸着により形成したものを用い
た。そして矢印11a、11b、11c、および11d
のごとく導波路型光回路10a、10bを動かして光フ
ィルタ膜5を挟みこみ、2つの導波路型光回路10aと
10bとを合体して、光フィルタ膜5を介してコアパタ
ーン3の交叉部を互いに接続した。
【0024】次に図1(d)に示すように、光フィルタ
膜5の幅方向の両側の切断面13の12aと12bで示
す部分にCO2 ガスレーザ光を照射して2つの導波路型
光回路10aと10bを融着接続した。この時のCO2
ガスレーザ光は、波長10.6μmで20Wの連続発振
したものを1〜3秒照射し、これにより融着部12a、
12bが形成され、容易に融着接続することができた。
なお、融着部は3点以上としてもよい。
【0025】上述したように、本実施の形態によれば導
波路型光回路をCO2 レーザで切断して光フィルタ膜を
挟みこんで融着接続すればよいので、導波路型光回路に
光フィルタ膜挿入用の溝を形成する必要がなく、極めて
微小寸法の光フィルタ膜であっても取扱いや挿入が容易
であり、光デバイスの製造も容易になる。また、光フィ
ルタ膜を導波路型光回路間に密着させることができるの
で、導波路型光回路と光フィルタ膜との間に隙間がな
く、挿入損失、反射損失が少ない。更に、生産性が良
く、低コスト化が実現できる。
【0026】図2は図1の方法を利用して製造した5波
長多重分割用ハイブリッド型光分波器の実施の形態を示
したものである。すなわち、コア3a内に入射した波長
λ1、λ2 、λ3 、λ4 、およびλ5 の光信号を、コア
3b、3d、3f、3h、および3iへそれぞれ分波し
て伝搬させる光分波器である。この構成では、CO2
スレーザ光照射による切断箇所は4箇所、すなわち、切
断線8a、8b、8cおよび8dに沿って、5つの導波
路型光回路10a〜10eに分離した。光フィルタ膜5
a、5b、5c、および5dは、それぞれ、波長λ1
光信号を反射させ、波長λ2 〜λ5 の光信号を透過させ
る膜、波長λ2 の光信号を反射させ、波長λ3 〜λ5
光信号を透過させる膜、波長λ3 の光信号を反射させ、
波長λ4、λ5 の光信号を透過させる膜、および波長λ
4 の光信号を反射させ、波長λ5の光信号を透過させる
膜である。CO2 ガスレーザ光による融着は、例えば順
に12a、12b、12c、12d、12e、12f、
12g、および12hの順序で行なうことにより、ハイ
ブリッド型光デバイスを実現することができた。
【0027】なお、上述した実施の形態では、薄膜状の
光部品は光フィルタ膜について説明したが、本発明はこ
れに限定されない。たとえば、その光部品は光減衰器用
の膜、信号振幅を2等分する光分岐用の膜、偏波依存性
を解消するための半波長板、またはハーフミラー、偏光
膜、回折格子膜などでもよい。また上記薄膜状の光部品
は複数枚重ね合わせたものでもよい。さらには上記薄膜
状の光部品のサイズ、すなわち、縦および横のサイズ、
および厚みは任意に選ぶことができる。また、導波路型
光回路10aおよび10b、または導波路型光回路10
aないし10eを合体して固定する手段として、CO2
レーザによる融着接続の他に、接着剤を用いたり、導波
路型光回路10aおよび10b、または10aから10
eの下に金属板あるいは金属ケースを設け、その金属板
あるいは金属ケースに上記導波路型光回路10aないし
10eを固定するようにしてもよい。
【0028】なお、本発明は、導波路型光回路の基板と
してガラス基板を用いたが、その他にLiNbO3 、Y
IG、GaAs、InP、Siなどの基板を用いた場合
についても適用できる。
【0029】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、導波路
型光回路同士の端面間に薄膜状の光部品を挿入して挟み
こみ、導波路型光回路に設けられた光導波路を互いに接
続するようにしたので、導波路型光回路と薄膜状の光部
品との間に隙間が生じず、反射損失を大幅に低減でき
る。また、薄膜状の光部品の厚みを出来る限り薄いもの
を用いることができるので、低損失の光デバイスを実現
することができる。
【0030】請求項2に記載の発明によれば、導波路型
光回路をCO2 レーザ光により切断するので、切断面は
凹凸の極めて少ない平滑な面となり、また厚み方向の垂
直性も良いので、薄膜状の光部品を挟みこんでも光学特
性の劣化が極めて少なく、高性能な光デバイスを実現で
きる。薄膜状の光部品の縦と横のサイズにも特別の制限
がないので、取り扱いが容易となり、また光部品などの
歩留りも大幅に向上する。
【0031】請求項3に記載の発明によれば、ガラス導
波路型光回路同士もCO2 レーザにより貼りあわせるの
で、より低コストで生産性良く製造することができる。
【0032】請求項4に記載の発明によれば、切断箇所
および薄膜状の光部品の挿入箇所が2箇所以上あるの
で、より複雑な光デバイスを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のハイブリッド型光デバイスの製造方法
の実施の形態を説明する工程図。
【図2】本発明のハイブリッド型光デバイスの製造方法
を利用して作った他の実施の形態を説明する5波長多重
分割用ハイブリッド型光分波器の平面図。
【図3】従来例のハイブリッド型光デバイスの構成図で
ある。
【符号の説明】
3 コアパターン 3a〜3c コア 5 光フィルタ膜 8 切断線 10、10a、10b 導波路型光回路 12a、12b 融着部 13 切断面

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平滑で厚み方向の垂直性の良い端面を有す
    る複数の導波路型光回路と、導波路型光回路同士の端面
    間に挿入されて挟みこまれ、各導波路型光回路に設けら
    れた光導波路を互いに接続する薄膜状の光部品とを備え
    たハイブリッド型光デバイス。
  2. 【請求項2】導波路型光回路の光導波路を横断するよう
    に、炭酸ガスレーザ光を用いて上記導波路型光回路を切
    断し、ついで切断により形成された切断面間に薄膜状の
    光部品を挿入して挟みこみ、最後に切断した導波路型光
    回路同士を貼りあわせたハイブリッド型光デバイスの製
    造方法。
  3. 【請求項3】上記切断した導波路型光回路同士を貼りあ
    わせる手段として、炭酸ガスレーザ光を照射して融着す
    るようにした請求項2に記載のハイブリッド型光デバイ
    スの製造方法。
  4. 【請求項4】上記導波路型光回路の切断箇所および薄膜
    状の光部品の挿入箇所が2箇所以上ある請求項2または
    3に記載のハイブリッド型光デバイスの製造方法。
JP24420395A 1995-09-22 1995-09-22 ハイブリッド型光デバイスおよびその製造方法 Pending JPH0990146A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020086765A (ko) * 2001-05-10 2002-11-20 주식회사 나래나노텍 광케이블이 부착된 광필터 조립장치
JP2007164109A (ja) * 2005-12-19 2007-06-28 National Institute Of Advanced Industrial & Technology フィルタ内蔵型光導波路、wdmモジュールおよび光集積回路

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