JPH10142435A - Optical waveguide type optical element and production of optical waveguide type optical element - Google Patents

Optical waveguide type optical element and production of optical waveguide type optical element

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JPH10142435A
JPH10142435A JP30057596A JP30057596A JPH10142435A JP H10142435 A JPH10142435 A JP H10142435A JP 30057596 A JP30057596 A JP 30057596A JP 30057596 A JP30057596 A JP 30057596A JP H10142435 A JPH10142435 A JP H10142435A
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JP
Japan
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core
optical element
ultraviolet light
refractive index
light
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JP30057596A
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Inventor
Maki Ikechi
麻紀 池知
Masumi Ito
真澄 伊藤
Tadashi Enomoto
正 榎本
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an optical waveguide type optical element which is capable of averting coupling loss and allows the miniaturization of optical integrated circuits, etc., by forming fringes of refractive index changes in a core in prescribed blocks nearly uniformly along the longitudinal direction of the core. SOLUTION: The optical element 1 is constituted by changing the refractive index in the core 3 of a plane waveguide 2 which is an optical waveguide like the fringes. The fringes of the refractive index changes are formed nearly uniformly along the longitudinal direction of the core 3. The optical element 1 has plural highrefractive index surfaces 11 according to the periods of these fringes. The plane waveguide 2 is provided with the core 3 which constitutes the waveguide route of light above, for example, a quartz substrate 4. A clad 5 is formed around the core 3. The core 3 is formed of a material which is increased in its refractive index by irradiation with UV light. When, for example, a clad 4 is formed of quartz, the core 3 is formed as a solid soln. formed by adding germanium oxide to the quartz.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光学変調器、光学
偏向器、光学周波数シフタ、光学フィルタ、偏光子など
伝搬する光の状態を変化させるための光導波路型光学素
子および光導波路型光学素子の製造方法に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide type optical element, such as an optical modulator, an optical deflector, an optical frequency shifter, an optical filter, and a polarizer, for changing the state of propagating light, and an optical waveguide type optical element. And a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、伝搬する光を偏光に変える偏光子
としては、偏光ビームスプリッタや偏光プリズムなどが
知られている。また、最近では、金属層と誘電体層を交
互に多数積層させてなる積層型偏光子の開発も進められ
ている。この積層型偏光子Aは、図8に示すように、平
行して金属層Bと誘電体層Cを多数積層させたものであ
り、それらの層に沿って光Dを入射させることにより、
それらの層B、Cと平行する電場成分を有する光(図7
においてはTE波)のみを光Dから除去しようとするも
のである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a polarizing beam splitter, a polarizing prism, and the like are known as polarizers for converting propagating light into polarized light. In recent years, a stacked polarizer in which a large number of metal layers and dielectric layers are alternately stacked has been developed. As shown in FIG. 8, the laminated polarizer A is formed by laminating a large number of metal layers B and dielectric layers C in parallel, and by making light D incident along those layers,
Light having an electric field component parallel to those layers B and C (FIG. 7)
In this case, only the TE wave is to be removed from the light D.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た偏光ビームスプリッタや積層型偏光子などにあって
は、次のような問題点がある。まず第一には、前述した
各偏光子は一部品として光の伝搬経路中に配設されるも
のであるから、偏光子へ光を入射するときに必ずある程
度の結合損失が存在する。そして、この結合損失が偏光
される光の伝送損失の一因となるため、偏光とすること
により伝送効率が低下することとなる。第二には、光集
積回路で導光される光を偏光とする場合には、光集積回
路に前述の偏光子を取り付ける必要がある。このため、
回路がハイブリッド型となり、回路全体が大型のものと
なってしまう。
However, the above-described polarizing beam splitter and the laminated polarizer have the following problems. First of all, since each of the above-mentioned polarizers is disposed as a component in a light propagation path, a certain degree of coupling loss always exists when light is incident on the polarizer. Since the coupling loss contributes to the transmission loss of the polarized light, the transmission efficiency decreases due to the polarization. Second, when the light guided by the optical integrated circuit is polarized, it is necessary to attach the polarizer to the optical integrated circuit. For this reason,
The circuit becomes a hybrid type, and the whole circuit becomes large.

【0004】そこで本発明は、以上のような問題点を解
決するためになされたものであって、結合損失を回避で
き、光集積回路などの小型化が図れる光導波路型光学素
子および光導波路型光学素子の製造方法を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an optical waveguide type optical element and an optical waveguide type element capable of avoiding coupling loss and miniaturizing an optical integrated circuit or the like. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical element.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、コア
内に屈折率変化の縞が形成され、その屈折率変化の縞が
コアの長手方向に沿ってほぼ一様に所定の区間に形成さ
れる光導波路型光学素子である。
That is, according to the present invention, a stripe of a change in refractive index is formed in a core, and the stripe of a change in refractive index is formed substantially uniformly in a predetermined section along the longitudinal direction of the core. This is an optical waveguide type optical element.

【0006】このような発明によれば、コア内に直接設
けることが可能であるので、結合損失の影響がない。ま
た、光集積回路の一要素として用いることができる。
According to such an invention, since it can be provided directly in the core, there is no influence of coupling loss. Further, it can be used as one element of an optical integrated circuit.

【0007】また本発明は、コアに向けて紫外光を照射
し、コアに対し紫外光照射側と反対側に設けた反射板に
より紫外光をコアに向けて反射させ、紫外光とその紫外
光の反射光とを干渉させることによりコア内に屈折率変
化の縞を形成することを特徴とする光導波路型光学素子
の製造方法である。
Further, according to the present invention, the core is irradiated with ultraviolet light, the ultraviolet light is reflected toward the core by a reflector provided on the side opposite to the ultraviolet light irradiation side, and the ultraviolet light and the ultraviolet light are reflected. And forming a stripe of change in refractive index in the core by causing interference with the reflected light of the optical waveguide.

【0008】このような発明によれば、光導波路に紫外
光を照射するだけで光導波路に回折機能や偏光機能を持
たせることが可能となる。
According to the invention, it is possible to provide the optical waveguide with a diffraction function and a polarization function only by irradiating the optical waveguide with ultraviolet light.

【0009】また本発明は、基板の上方に設けたコアに
向けてそのコア上方より紫外光を照射し、基板により紫
外光をコアに向けて反射させ、紫外光とその紫外光の反
射光とを干渉させることによりコア内に屈折率変化の縞
を形成することを特徴とする光導波路型光学素子の製造
方法である。
Further, according to the present invention, a core provided above a substrate is irradiated with ultraviolet light from above the core, and the substrate reflects the ultraviolet light toward the core, so that the ultraviolet light and the reflected light of the ultraviolet light are reflected. Forming a stripe of a change in refractive index in the core by causing interference with the optical waveguide type optical element.

【0010】このような発明によれば、平面導波路の基
板を紫外光の反射面として有効に利用でき、別途の反射
手段が不要となる。
[0010] According to such an invention, the substrate of the planar waveguide can be effectively used as a reflection surface for ultraviolet light, and no separate reflection means is required.

【0011】また本発明は、基板の表面が高反射処理さ
れていることを特徴とする光導波路型光学素子の製造方
法である。
Further, the present invention is a method for manufacturing an optical waveguide type optical element, wherein the surface of a substrate is subjected to a high reflection treatment.

【0012】このような発明によれば、基板表面の光の
反射率が高められるので、鋭い屈折率変化を有する屈折
率変化領域が形成され、回折特性又は偏光特性に優れた
が製造可能となる。
According to the invention, since the reflectance of light on the surface of the substrate is increased, a refractive index change region having a sharp refractive index change is formed. .

【0013】また本発明は、コアに向けて複数の紫外光
を照射し、それらの紫外光をコア内で干渉させてコア内
に光導波方向と平行する干渉縞を形成し、紫外光の干渉
縞に応じてコア内に屈折率変化の縞を形成することを特
徴とする光導波路型光学素子の製造方法である。
Further, according to the present invention, a plurality of ultraviolet rays are irradiated toward the core, and the ultraviolet rays interfere with each other in the core to form interference fringes parallel to the optical waveguide direction in the core. A method of manufacturing an optical waveguide type optical element, comprising forming a stripe of a change in refractive index in a core according to the stripe.

【0014】このような発明によれば、光導波路に紫外
光を照射するだけでその光導波路に回折機能や偏光機能
を持たせることが可能となる。
According to such an invention, it is possible to impart the diffraction function and the polarization function to the optical waveguide only by irradiating the optical waveguide with ultraviolet light.

【0015】更に本発明は、紫外光をコアに向けて照射
すると共に、紫外光の照射位置をコアの長手方向に沿っ
て移動させることを特徴とする光導波路型光学素子の製
造方法である。
Further, the present invention is a method for manufacturing an optical waveguide type optical element, characterized by irradiating ultraviolet light toward a core and moving an ultraviolet light irradiation position along a longitudinal direction of the core.

【0016】このような発明によれば、コア内に所望形
成長の屈折率変化の縞を形成することが可能となる。
According to the invention, it is possible to form a stripe of a change in the refractive index having a desired length in the core.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、本発明
に係る種々の実施形態について説明する。なお、各図に
おいて同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
また、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致して
いない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Various embodiments according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In each of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
Also, the dimensional ratios in the drawings do not always match those described.

【0018】(実施形態1)図1は、光導波路型光学素
子の概要図である。図1において、光学素子1は、光導
波路である平面導波路2のコア3内の屈折率を縞状に変
化させて構成され、その屈折率変化の縞がコア3の長手
方向に沿ってほぼ一様に形成されている。すなわち、光
学素子1は、コア3の光導波方向と平行であって相互に
平行して形成された屈折率変化の縞であって、その縞の
周期に応じて複数の高屈折率面11を有している。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic view of an optical waveguide type optical element. In FIG. 1, an optical element 1 is configured by changing the refractive index in a core 3 of a planar waveguide 2 which is an optical waveguide into a stripe shape, and the stripe of the change in the refractive index is substantially along the longitudinal direction of the core 3. It is formed uniformly. That is, the optical element 1 is a stripe of refractive index change formed parallel to and mutually parallel to the optical waveguide direction of the core 3 and a plurality of high refractive index surfaces 11 according to the period of the stripe. Have.

【0019】光学素子1が形成される平面導波路2は、
例えば石英またはシリコンなどからなる基板4の上方に
光の導波経路となるコア3が設けられ、このコア3の周
囲にクラッド5が形成された構造とされる。コア3は、
光を導光させるためにクラッド5に対し高屈折率の領域
とされており、紫外光の照射により屈折率が上昇する材
料で形成されている。例えば、クラッド4が石英(Si
O2 )により形成される場合、コア3は、石英に酸化ゲ
ルマニウム(GeO2 )を添加した固溶体とされ、クラ
ッドに対し高屈折率の領域とされると共に、添加した酸
化ゲルマニウムが紫外光に反応して屈折率が上昇するよ
うになっている。なお、コア3における添加物(ドーパ
ント)としては、酸化ゲルマニウムに限られるものでは
なく、コア3をクラッド5より高屈折率とし、かつ、紫
外光の照射によりコア3を屈折率上昇させるものであれ
ば、リン(P)、ボロン(B)、スズ(Sn)などその
他の添加物であってもよい。また、それらの添加物を混
合して添加するものであってもよい。
The planar waveguide 2 on which the optical element 1 is formed is
For example, a core 3 serving as a light guide path is provided above a substrate 4 made of quartz or silicon, and a clad 5 is formed around the core 3. Core 3 is
The region has a high refractive index with respect to the cladding 5 for guiding light, and is formed of a material whose refractive index increases by irradiation with ultraviolet light. For example, if the cladding 4 is made of quartz (Si
When the core 3 is formed of O2), the core 3 is a solid solution obtained by adding germanium oxide (GeO2) to quartz, and has a high refractive index region with respect to the clad. The added germanium oxide reacts with ultraviolet light. The refractive index increases. Note that the additive (dopant) in the core 3 is not limited to germanium oxide, but may be any material that has a higher refractive index than the clad 5 and raises the refractive index of the core 3 by irradiation with ultraviolet light. For example, other additives such as phosphorus (P), boron (B), and tin (Sn) may be used. Further, those additives may be mixed and added.

【0020】図1において、光学素子1の高屈折率面1
1は、コア3内において高い屈折率を有する等屈折率面
であり、このような高屈折率面11がコア3の光導波方
向に沿って複数形成されることにより、コア3を伝搬す
る光の伝搬状態を変化させることが可能となる。例え
ば、伝搬する光を回折させて複数の光に分割したり、伝
搬する光のうちTM波(光の導光方向に磁場成分を含ま
ない光)のみを除去したりすることが可能となる。高屈
折率面11の屈折率変調度および形成間隔は、光学素子
1の用途及びコア3を伝搬する光の波長を勘案して適宜
設定すればよい。
In FIG. 1, a high refractive index surface 1 of an optical element 1 is shown.
Reference numeral 1 denotes an equi-refractive index surface having a high refractive index in the core 3, and the light propagating through the core 3 is formed by forming a plurality of such high refractive index surfaces 11 along the optical waveguide direction of the core 3. Can be changed. For example, it is possible to diffract propagating light and divide it into a plurality of lights, or to remove only TM waves (light that does not include a magnetic field component in the light guiding direction) among propagating lights. The refractive index modulation degree and the formation interval of the high refractive index surface 11 may be appropriately set in consideration of the use of the optical element 1 and the wavelength of light propagating through the core 3.

【0021】次に、光学素子1の回折機能について説明
する。
Next, the diffraction function of the optical element 1 will be described.

【0022】コア3に沿って光6(伝搬光)が伝搬しそ
の光6が光学素子1へ入射すると、光6の一部が回折し
て回折光となり、光学素子1から複数の光が射出される
こととなる。すなわち、光学素子1の光導波方向におけ
る形成長をLとし、高屈折率面11間の形成間隔をDと
すると、形成長Lが間隔Dに対し相対的に十分大きいと
きは図1のようにブラック回折となり光6が光学素子1
により特定の回折光のみを生じる。一方、形成長Lが間
隔Dに対し相対的に十分に小さいときは図2のようにラ
マン−ナス回折となり光6が光学素子1により多数の回
折光を生じ、複数の光として光学素子1から射出するこ
とができる。このように光学素子1を機能させることよ
り、光学素子1を光学偏向器、光学周波数シフタ、光学
フィルタ、光学変調器などとして用いることができる。
When light 6 (propagating light) propagates along the core 3 and the light 6 enters the optical element 1, a part of the light 6 is diffracted into diffracted light, and a plurality of lights are emitted from the optical element 1. Will be done. That is, assuming that the formation length of the optical element 1 in the optical waveguide direction is L and the formation interval between the high refractive index surfaces 11 is D, as shown in FIG. Light 6 is converted into black diffraction light 6
Produces only a specific diffracted light. On the other hand, when the formation length L is sufficiently small relative to the interval D, Raman-Nass diffraction occurs as shown in FIG. Can be injected. By making the optical element 1 function as described above, the optical element 1 can be used as an optical deflector, an optical frequency shifter, an optical filter, an optical modulator, and the like.

【0023】なお、伝搬する光6にブラック回折を生じ
させる場合、光学素子1における形成間隔Dが光6の波
長に適した寸法である必要があるため、光6の波長を考
慮して形成間隔Dを正確な寸法として光学素子1を形成
することが重要である。光学素子1によれば、後述する
ように高屈折率面11を正確な間隔に形成することが可
能であるので、回折機能を確実に発揮することができ
る。
When black diffraction is caused in the propagating light 6, the formation interval D in the optical element 1 needs to be a dimension suitable for the wavelength of the light 6. It is important to form the optical element 1 with D being an accurate dimension. According to the optical element 1, since the high refractive index surfaces 11 can be formed at precise intervals as described later, the diffraction function can be reliably exhibited.

【0024】また、光学素子1が平面導波路2のコア3
に直接設けられているから、導波路である通常のコア3
の領域と光学素子1との間に境界面が存在せず、導波路
の領域と光学素子1との結合損失が皆無である。従っ
て、光を損失させることなく回折させ偏向させることが
可能となる。更に、平面導波路2のコア3の内部に直接
設けることが可能であるから、光集積回路のチップに別
途外装する必要がなく、光集積回路の一構成部品として
用いることができる。
The optical element 1 is a core 3 of the planar waveguide 2.
Is provided directly on the core 3, which is a normal core 3 which is a waveguide.
No boundary surface exists between the area of the optical element 1 and the optical element 1, and there is no coupling loss between the area of the waveguide and the optical element 1. Accordingly, light can be diffracted and deflected without loss. Furthermore, since it can be provided directly inside the core 3 of the planar waveguide 2, there is no need to separately package the chip of the optical integrated circuit, and it can be used as one component of the optical integrated circuit.

【0025】次に、光学素子1の偏光機能について説明
する。
Next, the polarization function of the optical element 1 will be described.

【0026】図3において、コア3に沿ってTE波61
およびTM波62を含む光が伝搬している場合におい
て、この光が光学素子1に入射されると、その光のうち
高屈折率面11と交差する向きの電場成分を有するTM
波62がコア3から放出され、コア3を伝搬する光から
除去される。すなわち、伝搬する光のうちTM波62に
おいては光学素子1の形成領域が実効的に屈折率の低い
領域となり、図3のように光学素子1の入射時にコア3
の軸に対して大きく屈折することとなる。このため、コ
ア3とクラッド5の境界で反射せずに透過し、クラッド
5を通じて平面導波路2の外部に放出される。
In FIG. 3, the TE wave 61 along the core 3
When light including the TM wave 62 is propagating, when this light is incident on the optical element 1, TM having an electric field component in a direction intersecting with the high refractive index surface 11 in the light.
Waves 62 are emitted from core 3 and are removed from light propagating through core 3. That is, in the TM wave 62 of the propagating light, the formation region of the optical element 1 is effectively a region having a low refractive index, and as shown in FIG.
Is largely refracted with respect to the axis of. Therefore, the light is transmitted without being reflected at the boundary between the core 3 and the clad 5, and is emitted to the outside of the planar waveguide 2 through the clad 5.

【0027】一方、コア3を伝搬する光のうち高屈折率
面11と平行する電場成分のみを有するTE波61にあ
っては、前述したTM波62と異なり、光学素子1の形
成がその伝搬にほとんど影響を与えないため、光学素子
1を透過してコア3に沿って伝搬し続けることとなる。
On the other hand, in the TE wave 61 having only an electric field component parallel to the high refractive index surface 11 among the light propagating through the core 3, the formation of the optical element 1 is different from the TM wave 62 described above. Is hardly affected, so that the light passes through the optical element 1 and continues to propagate along the core 3.

【0028】このように光学素子1によれば、コア3内
を伝搬する光のうちTM波62のみをコア3外へ放出さ
せて、コア3を伝搬する光をTE波61のみの偏光とす
ることができる。
As described above, according to the optical element 1, of the light propagating in the core 3, only the TM wave 62 is emitted to the outside of the core 3, and the light propagating in the core 3 is polarized only by the TE wave 61. be able to.

【0029】また、光学素子1が平面導波路2のコア3
に直接設けられているから、導波路である通常のコア3
の領域と光学素子1との間に境界面が存在せず、導波路
の領域と光学素子1との結合損失が皆無である。従っ
て、光を損失させることなく偏光とすることができる。
更に、平面導波路2のコア3の内部に直接設けることが
可能であるから、光集積回路のチップに別途外装する必
要がなく、光集積回路の一構成部品として用いることが
できる。
Further, the optical element 1 is a core 3 of the planar waveguide 2.
Is provided directly on the core 3, which is a normal core 3 which is a waveguide.
No boundary surface exists between the area of the optical element 1 and the optical element 1, and there is no coupling loss between the area of the waveguide and the optical element 1. Therefore, polarized light can be obtained without losing light.
Furthermore, since it can be provided directly inside the core 3 of the planar waveguide 2, there is no need to separately package the chip of the optical integrated circuit, and it can be used as one component of the optical integrated circuit.

【0030】次に、光学素子1の製造方法について説明
する。
Next, a method for manufacturing the optical element 1 will be described.

【0031】図4において、まず、平面導波路2の内部
に設けられたコア3に向けて紫外光7を照射する。照射
する紫外光7としては、干渉性(コヒーレンス)を有す
るものが用いられ、例えば、エキシマレーザにより射出
される波長244nmの紫外光線などが用いられる。
In FIG. 4, first, ultraviolet light 7 is irradiated to the core 3 provided inside the planar waveguide 2. As the ultraviolet light 7 to be irradiated, one having coherence is used, for example, an ultraviolet light having a wavelength of 244 nm emitted by an excimer laser is used.

【0032】平面導波路2内に入射した紫外光7は、ク
ラッド5を通過してコア3内へ入射し、コア3を通り、
クラッド5を通過して基板4に到達する。そして、紫外
光7は、基板4の表面で反射され、再びコア3内を戻っ
て行く。このとき、コア3内を往復する紫外光7、7が
互いに干渉して、基板4の表面と平行、即ちコア3の導
光方向と平行して多数の干渉縞を生ずる。この干渉縞の
うち紫外光のエネルギー強度が大きくなった領域(干渉
縞の明暗のうち明部分の領域)では、Ge関連の酸素欠
損型の欠陥に起因した光誘起屈折率変化が縞状に生じる
こととなる。その結果、コア3の内部に多数の高屈折率
面11が形成され、光学素子1の製造が完了する。
The ultraviolet light 7 entering the planar waveguide 2 passes through the cladding 5 and enters the core 3, passes through the core 3,
It reaches the substrate 4 through the clad 5. Then, the ultraviolet light 7 is reflected on the surface of the substrate 4 and returns inside the core 3 again. At this time, the ultraviolet lights 7, 7 reciprocating in the core 3 interfere with each other to generate a number of interference fringes parallel to the surface of the substrate 4, that is, parallel to the light guide direction of the core 3. In a region of the interference fringe where the energy intensity of the ultraviolet light is large (a region of a bright portion of the brightness of the interference fringe), a light-induced refractive index change caused by a Ge-related oxygen-deficient defect occurs in a stripe shape. It will be. As a result, a number of high refractive index surfaces 11 are formed inside the core 3, and the manufacture of the optical element 1 is completed.

【0033】紫外光7の波長をλとすると、干渉縞がλ
/2の間隔で生ずることとなるから、高屈折率面11が
λ/2の間隔で形成されることとなる。例えば、紫外光
7として、波長224nmのものを用いた場合には、1
12nmのピッチで高屈折率面11が形成される。ま
た、高屈折率面11の形成間隔を変えたいときには、そ
れに対応する波長の紫外光7を用いて照射を行えばよ
い。
Assuming that the wavelength of the ultraviolet light 7 is λ, the interference fringe is λ
/ 2, so that the high refractive index surfaces 11 are formed at an interval of λ / 2. For example, when ultraviolet light 7 having a wavelength of 224 nm is used, 1
The high refractive index surfaces 11 are formed at a pitch of 12 nm. When it is desired to change the interval of forming the high refractive index surface 11, the irradiation may be performed using the ultraviolet light 7 having a wavelength corresponding to the interval.

【0034】この製造方法においては、紫外光7の反射
面が必要であるが、平面導波路2の基板4の表面を反射
面として有効に利用することにより、平面導波路2内に
別途反射面を設ける必要がなく、製造作業が効率良く行
える。また、紫外光7の照射方向は、コア3の内部で確
実に干渉させるために反射面となる基板4の表面に対し
て垂直とするのが肝要である。
In this manufacturing method, a reflecting surface of the ultraviolet light 7 is required. However, by effectively utilizing the surface of the substrate 4 of the planar waveguide 2 as a reflecting surface, a separate reflecting surface is provided in the planar waveguide 2. It is not necessary to provide the device, and the manufacturing operation can be performed efficiently. It is important that the irradiation direction of the ultraviolet light 7 is perpendicular to the surface of the substrate 4 serving as a reflection surface in order to surely cause interference inside the core 3.

【0035】このように、本実施形態に係る光学素子1
の製造方法によれば、平面導波路2に対して紫外光7を
照射するだけでコア3の内部に光学素子1を容易に形成
することができる。
As described above, the optical element 1 according to the present embodiment
According to the manufacturing method described above, the optical element 1 can be easily formed inside the core 3 simply by irradiating the planar waveguide 2 with the ultraviolet light 7.

【0036】(実施形態2)前述の光学素子1の製造方
法において、紫外光7の反射面となる基板4の表面を高
反射処理しておいてもよい。すなわち、本実施形態に係
る光学素子1の製造方法は、紫外光7を照射する前に、
予め基板4の表面を高反射処理しておくものである。例
えば、平面導波路2の製造時に基板4上にコア3を形成
する前に、基板4の表面に金属蒸着を施して、基板4の
表面を高反射面としておく。そして、コア3およびクラ
ッド5を順次形成して平面導波路2とする。なお、金属
蒸着の金属としては、金などを用いればよい。
(Embodiment 2) In the above-described method for manufacturing the optical element 1, the surface of the substrate 4 which is to be a reflection surface of the ultraviolet light 7 may be subjected to high reflection processing. That is, in the method for manufacturing the optical element 1 according to the present embodiment, before the irradiation with the ultraviolet light 7,
The surface of the substrate 4 is subjected to high reflection processing in advance. For example, before forming the core 3 on the substrate 4 at the time of manufacturing the planar waveguide 2, metal deposition is performed on the surface of the substrate 4 to make the surface of the substrate 4 a highly reflective surface. Then, the core 3 and the clad 5 are sequentially formed to form the planar waveguide 2. Note that gold or the like may be used as the metal for metal evaporation.

【0037】このような平面導波路2に前述のようにし
て紫外光7を照射し、その紫外光7を基板4に設けられ
た高反射率を有する金属蒸着面で反射することにより、
紫外光7の干渉縞のコントラストが明瞭となる。このた
め、高屈折率面11の屈折率変化が鋭いものとなり、偏
光性能などに優れた光学素子1が得られることとなる。
By irradiating such a planar waveguide 2 with ultraviolet light 7 as described above, and reflecting the ultraviolet light 7 on a metal-deposited surface provided on the substrate 4 and having a high reflectance,
The contrast of the interference fringes of the ultraviolet light 7 becomes clear. For this reason, the refractive index of the high refractive index surface 11 changes sharply, and the optical element 1 excellent in polarization performance and the like can be obtained.

【0038】なお、基板4の表面の高反射処理の方法
は、金属蒸着を施すものに限られるものではなく、基板
4の表面を紫外光7に対して高い反射率を有する面とで
きれば、その他の方法を用いてもよい。
The method of the high reflection treatment of the surface of the substrate 4 is not limited to the method of performing metal deposition, but any other method can be used as long as the surface of the substrate 4 can be made a surface having a high reflectance to the ultraviolet light 7. May be used.

【0039】(実施形態3)前述の実施形態1又は2に
おける光学素子1の製造方法にあっては、紫外光7の反
射手段として、平面導波路2を構成する基板4を用いて
いるが、その反射手段を平面導波路2の外部に配置して
紫外光7を反射させてもよい。
(Embodiment 3) In the method of manufacturing the optical element 1 according to Embodiment 1 or 2 described above, the substrate 4 constituting the planar waveguide 2 is used as the means for reflecting the ultraviolet light 7. The reflecting means may be arranged outside the planar waveguide 2 to reflect the ultraviolet light 7.

【0040】例えば、平面導波路2の基板4を紫外光7
の透光材料で形成し、平面導波路2の下方に光反射体を
設置した後、上方から前述のように(図4のように)紫
外光7を照射させる。すると、紫外光7がクラッド5、
コア3、クラッド5、基板4の内部を順次透過して伝搬
し、平面導波路2下方の光反射体で反射されて、基板
4、クラッド5を通ってコア3へ戻っていくこととな
る。このとき、コア3において紫外光7が干渉するた
め、その干渉縞の部分に屈折率変化の縞、例えば高屈折
率面11が形成され、前述と同様の光学素子1が形成可
能となる。
For example, the substrate 4 of the planar waveguide 2 is
After the light reflector is provided below the planar waveguide 2, the ultraviolet light 7 is irradiated from above (as shown in FIG. 4). Then, ultraviolet light 7 is applied to clad 5,
The light passes through the core 3, the clad 5, and the substrate 4 sequentially, propagates, is reflected by the light reflector below the planar waveguide 2, and returns to the core 3 through the substrate 4 and the clad 5. At this time, since the ultraviolet light 7 interferes in the core 3, a stripe of a change in the refractive index, for example, a high refractive index surface 11 is formed in the interference fringe portion, and the optical element 1 similar to that described above can be formed.

【0041】(実施形態4)前述の実施形態1〜3にお
いては、同一方向に出射された紫外光7を用いるもので
あったが、複数の紫外光7を用いて光学素子1を形成し
てもよい。すなわち、本実施形態に係る光学素子1の製
造方法は、異なる方向から複数の紫外光7をコア3に向
けて照射させ、コア3内でそれらの紫外光7を干渉させ
て光導波方向と平行した干渉縞を生じさせ、このコア3
内に屈折率変化の縞を形成するものである。例えば、図
5に示すように、コア3に向けて方向の異なる二つの紫
外光7、7を投射し、それらの紫外光7、7をコア3内
で干渉させて、コア3の光導波方向と平行する干渉縞を
生じさせる。すると、この紫外光7、7の干渉縞の縞間
隔の応じて、コア3内の屈折率が上昇し、屈折率変化の
縞状となって多数の高屈折率面11が形成され、前述と
同様に光学素子1を製造することができる。
(Embodiment 4) In Embodiments 1 to 3 described above, the ultraviolet light 7 emitted in the same direction is used, but the optical element 1 is formed by using a plurality of ultraviolet lights 7. Is also good. That is, in the method of manufacturing the optical element 1 according to the present embodiment, a plurality of ultraviolet lights 7 are irradiated toward the core 3 from different directions, and the ultraviolet lights 7 interfere within the core 3 so as to be parallel to the optical waveguide direction. Core 3
Within the pattern, stripes of a change in the refractive index are formed. For example, as shown in FIG. 5, two ultraviolet lights 7, 7 having different directions are projected toward the core 3, and the ultraviolet lights 7, 7 interfere with each other in the core 3, and the optical waveguide direction of the core 3 And an interference fringe parallel to. Then, the refractive index in the core 3 increases according to the fringe interval of the interference fringes of the ultraviolet light 7, 7, forming a stripe pattern of a change in the refractive index, and forming a large number of high refractive index surfaces 11. Similarly, the optical element 1 can be manufactured.

【0042】(実施形態5)前述の実施形態1〜4にお
いては、コア3の一定位置に紫外光7を適宜照射して光
学素子1を形成するものであったが、紫外光7の照射位
置をコア3の光導波方向(長手方向)に沿って移動させ
て光学素子1を形成してもよい。例えば、図6に示すよ
うに、コア3に向けて複数の紫外光ビーム7aを照射
し、その照射位置をコア3の光導波方向に移動させる。
照射位置の移動は、平面導波路2に対し紫外光ビーム7
aの光源を移動させるか、紫外光ビーム7aの光源に対
し平面導波路2を移動させればよい。紫外光ビーム7a
としては、照射によりコア3の屈折率を変化させる程度
に光強度が大きいものを用いることが肝要である。この
紫外光7aの照射及びその照射位置の移動により、コア
3の長手方向に連続した光学素子1を光源又は平面導波
路2の移動距離の応じて形成できる。このような製造方
法によれば、所望の形成長の光学素子1が容易に製造す
ることができ、形成長の大きい光学素子1の製造も可能
となる。
(Embodiment 5) In Embodiments 1 to 4 described above, the optical element 1 is formed by appropriately irradiating the ultraviolet light 7 to a predetermined position of the core 3. May be moved along the optical waveguide direction (longitudinal direction) of the core 3 to form the optical element 1. For example, as shown in FIG. 6, the core 3 is irradiated with a plurality of ultraviolet light beams 7a, and the irradiation position is moved in the optical waveguide direction of the core 3.
The irradiation position is moved with respect to the planar waveguide 2 with respect to the ultraviolet light beam 7.
The light source a may be moved, or the planar waveguide 2 may be moved with respect to the light source of the ultraviolet light beam 7a. UV light beam 7a
It is important to use a material whose light intensity is large enough to change the refractive index of the core 3 by irradiation. By the irradiation of the ultraviolet light 7a and the movement of the irradiation position, the optical element 1 continuous in the longitudinal direction of the core 3 can be formed according to the moving distance of the light source or the planar waveguide 2. According to such a manufacturing method, the optical element 1 having a desired formation length can be easily manufactured, and the optical element 1 having a long formation length can be manufactured.

【0043】また、このような製造方法は、実施形態1
〜4に係る製造方法にも直接適用することができる。例
えば、平面導波路2のコア3に向けて紫外光7を照射
し、コア3内で干渉させて光学素子1を形成する場合、
紫外光7の照射位置をコア3の光導波方向(長手方向)
に移動させながら紫外光7の照射を行うことにより、所
望の形成長の光学素子1が容易に製造することができ、
形成長の大きい光学素子1の製造も可能となる。
Further, such a manufacturing method is described in the first embodiment.
4 can also be directly applied. For example, in the case where the optical element 1 is formed by irradiating the ultraviolet light 7 toward the core 3 of the planar waveguide 2 and causing interference in the core 3,
The irradiation position of the ultraviolet light 7 is set in the optical waveguide direction of the core 3 (longitudinal direction).
By irradiating the ultraviolet light 7 while moving the optical element 1, the optical element 1 having a desired formation length can be easily manufactured,
It is also possible to manufacture the optical element 1 having a large formation length.

【0044】(実施形態6)前述の実施形態1〜5の光
学素子1の製造方法においては、平面導波路2のコア3
に光学素子1を形成するものであったが、製造対象とな
るのは平面導波路2に限られるものではなく、光ファイ
バなどであってもよい。例えば、図7に示すように、光
ファイバ2aのコア3に向けて二つの紫外光7、7を投
射しコア3の内部で干渉させることにより、コア3に前
述同様の光学素子1を製造することができる。
(Embodiment 6) In the manufacturing method of the optical element 1 of the above-described Embodiments 1 to 5, the core 3 of the planar waveguide 2
Although the optical element 1 is formed, the object to be manufactured is not limited to the planar waveguide 2 but may be an optical fiber. For example, as shown in FIG. 7, by projecting two ultraviolet lights 7 and 7 toward the core 3 of the optical fiber 2 a and causing interference inside the core 3, the same optical element 1 as described above is manufactured on the core 3. be able to.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果を得ることができる。すなわち、コア内
に直接設けることが可能であるから、結合損失の影響が
ない。また、光集積回路のチップに直接設けることによ
り、光集積回路の一構成部品として用いることができ、
光集積回路の小型化が図れる。
As described above, according to the present invention,
The following effects can be obtained. That is, since it can be provided directly in the core, there is no influence of the coupling loss. In addition, by directly providing the optical integrated circuit chip, it can be used as a component of the optical integrated circuit,
The size of the optical integrated circuit can be reduced.

【0046】また、光導波路に紫外光を照射するだけで
光導波路の内部に回折機能や偏光機能を有する光学素子
が容易に製造できる。
Further, an optical element having a diffraction function and a polarization function inside the optical waveguide can be easily manufactured only by irradiating the optical waveguide with ultraviolet light.

【0047】また、平面導波路の基板を紫外光の反射面
として用いれば、別途の反射手段を設置する必要がな
く、光学素子の製造が効率良く行える。
Further, if the substrate of the planar waveguide is used as a reflecting surface for ultraviolet light, it is not necessary to provide a separate reflecting means, and the optical element can be manufactured efficiently.

【0048】また、紫外光を照射する前に予め基板の表
面を高反射処理しておけば、基板表面の光の反射率が高
められ、偏光性能又は偏向機能の高い光学素子を製造す
ることができる。
Further, if the surface of the substrate is subjected to high reflection treatment before irradiation with ultraviolet light, the reflectance of light on the surface of the substrate can be increased, and an optical element having high polarization performance or high deflection function can be manufactured. it can.

【0049】更に、紫外光ビームの照射位置をコアの光
導波方向に沿って移動させることにより、所望の形成長
の光学素子が容易に製造することができ、また、形成長
の大きい光学素子の製造も可能となる。
Further, by moving the irradiation position of the ultraviolet light beam along the optical waveguide direction of the core, an optical element having a desired formation length can be easily manufactured. Manufacturing is also possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】光学素子の概要説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory view of an optical element.

【図2】光学素子の回折機能の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a diffraction function of an optical element.

【図3】光学素子の偏光機能の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a polarization function of an optical element.

【図4】光学素子の製造工程の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the optical element.

【図5】実施形態4に係る光学素子の製造方法の説明図
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a method for manufacturing an optical element according to a fourth embodiment.

【図6】実施形態5に係る光学素子の製造方法の説明図
である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a method for manufacturing an optical element according to a fifth embodiment.

【図7】実施形態6に係る光学素子の製造方法の説明図
である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a method for manufacturing an optical element according to a sixth embodiment.

【図8】従来技術の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光学素子、11…高屈折率面、2…平面導波路、3
…コア、4…基板、5…クラッド、6…光(伝搬光)、
7…紫外光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical element, 11 ... High refractive index surface, 2 ... Planar waveguide, 3
... Core, 4 ... Substrate, 5 ... Clad, 6 ... Light (propagating light),
7 ... Ultraviolet light

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コア内に屈折率変化の縞が形成され、そ
の屈折率変化の縞が前記コアの長手方向に沿ってほぼ一
様に所定の区間に形成される光導波路型光学素子。
1. An optical waveguide type optical element wherein a stripe of a change in refractive index is formed in a core, and the stripes of a change in refractive index are formed substantially uniformly in a predetermined section along a longitudinal direction of the core.
【請求項2】 コアに向けて紫外光を照射し、 前記コアに対し紫外光照射側と反対側に設けた反射板に
より前記紫外光を前記コアに向けて反射させ、 前記紫外光とその紫外光の反射光とを干渉させることに
より前記コア内に屈折率変化の縞を形成して行うこと、
を特徴とする光導波路型光学素子の製造方法。
2. A core is irradiated with ultraviolet light, and the ultraviolet light is reflected toward the core by a reflector provided on a side opposite to the ultraviolet light irradiation side with respect to the core, and the ultraviolet light and the ultraviolet light are reflected. Performing by forming stripes of refractive index change in the core by interfering with reflected light of light,
The manufacturing method of the optical waveguide type optical element characterized by the above-mentioned.
【請求項3】 基板の上方に設けたコアに向けてそのコ
ア上方より紫外光を照射し、 前記基板により前記紫外光を前記コアに向けて反射さ
せ、 前記紫外光とその紫外光の反射光とを干渉させることに
より前記コア内に屈折率変化の縞を形成して行うこと、
を特徴とする請求項2に記載の光導波路型光学素子の製
造方法。
3. A core provided above a substrate is irradiated with ultraviolet light from above the core, the substrate reflects the ultraviolet light toward the core, and the ultraviolet light and the reflected light of the ultraviolet light. To form a stripe of refractive index change in the core by causing interference with
The method for manufacturing an optical waveguide type optical element according to claim 2, wherein:
【請求項4】 前記基板の表面が高反射処理されている
ことを特徴とする請求項3に記載の光導波路型光学素子
の製造方法。
4. The method according to claim 3, wherein the surface of the substrate is subjected to high reflection processing.
【請求項5】 コアに向けて複数の紫外光を照射し、 それらの紫外光をコア内で干渉させて前記コア内に光導
波方向と平行する干渉縞を形成し、 前記紫外光の干渉縞に応じて前記コア内に屈折率変化の
縞を形成して行うこと、を特徴とする光導波路型光学素
子の製造方法。
5. A method of irradiating a plurality of ultraviolet lights toward a core, causing the ultraviolet lights to interfere in the core to form interference fringes parallel to the optical waveguide direction in the core, and forming an interference fringe of the ultraviolet light. Forming a stripe of a change in the refractive index in the core according to the above method.
【請求項6】 コアに向けて複数の紫外光ビームを照射
し、 それらの紫外光ビームの照射位置を前記コアの光導波方
向に沿って移動させて、前記コア内に前記光導波方向と
平行する屈折率変化の縞を形成して行うこと、を特徴と
する光導波路型光学素子の製造方法。
6. A core is irradiated with a plurality of ultraviolet light beams toward the core, and the irradiation positions of the ultraviolet light beams are moved along the optical waveguide direction of the core so as to be parallel to the optical waveguide direction in the core. A method of manufacturing an optical waveguide type optical element, wherein the method is performed by forming stripes of a change in refractive index.
JP30057596A 1996-11-12 1996-11-12 Optical waveguide type optical element and production of optical waveguide type optical element Pending JPH10142435A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6392417B1 (en) 1999-09-10 2002-05-21 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Arrangement and method for detecting the end of life of an aqueous bath utilized in semiconductor processing

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6392417B1 (en) 1999-09-10 2002-05-21 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Arrangement and method for detecting the end of life of an aqueous bath utilized in semiconductor processing

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