JPH10268160A - 光導波路の入力装置 - Google Patents
光導波路の入力装置Info
- Publication number
- JPH10268160A JPH10268160A JP7864297A JP7864297A JPH10268160A JP H10268160 A JPH10268160 A JP H10268160A JP 7864297 A JP7864297 A JP 7864297A JP 7864297 A JP7864297 A JP 7864297A JP H10268160 A JPH10268160 A JP H10268160A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- input device
- phase difference
- optical waveguide
- diffraction grating
- diffraction gratings
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ビームの入射角度の最適値付近でも一定の
結合効率を維持できる光導波路の入力装置を得る。 【解決手段】 基板１１上にバッファ層１２を介して導
波層１３を形成し、該導波層１３の上部及び下部にそれ
ぞれ回折格子１４，１５を形成した光導波路の入力装
置。回折格子１４，１５の位相差φは、５０゜＜φ＜８
０゜、１１０゜＜φ＜２５０゜又は２８０゜＜φ＜３１
０゜のいずれかを満たしている。
結合効率を維持できる光導波路の入力装置を得る。 【解決手段】 基板１１上にバッファ層１２を介して導
波層１３を形成し、該導波層１３の上部及び下部にそれ
ぞれ回折格子１４，１５を形成した光導波路の入力装
置。回折格子１４，１５の位相差φは、５０゜＜φ＜８
０゜、１１０゜＜φ＜２５０゜又は２８０゜＜φ＜３１
０゜のいずれかを満たしている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路の入力装
置、詳しくは、導波路型の音響光学偏向素子、電気光学
偏向素子又は磁気光学偏向素子に外部から光ビームを入
射させるための回折格子を使用した光導波路の入力装置
に関する。
置、詳しくは、導波路型の音響光学偏向素子、電気光学
偏向素子又は磁気光学偏向素子に外部から光ビームを入
射させるための回折格子を使用した光導波路の入力装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、回折格子を使用した光導波路の入
力装置においては、光導波層の上部あるいは下部の一方
に回折格子を形成し、その回折格子の形状を変えること
で、入力結合の効率を向上させることが知られている。
ところが、従来の回折格子を使用した光導波路の入力装
置では、入力する光ビームの結合効率が光ビームの入射
角度に対して極めて敏感なため、入射角度が最適値より
若干ずれると、結合効率が著しく低下するという問題点
を有していた。
力装置においては、光導波層の上部あるいは下部の一方
に回折格子を形成し、その回折格子の形状を変えること
で、入力結合の効率を向上させることが知られている。
ところが、従来の回折格子を使用した光導波路の入力装
置では、入力する光ビームの結合効率が光ビームの入射
角度に対して極めて敏感なため、入射角度が最適値より
若干ずれると、結合効率が著しく低下するという問題点
を有していた。
【０００３】そこで、本発明の目的は、光ビームの入射
角度の最適値付近に対しても一定の結合効率を維持で
き、振動等や光導波路の取り付け時の角度誤差等による
入射角度の変動によっても結合効率がそれ程低下するこ
とのない回折格子を有する光導波路の入力装置を提供す
ることにある。
角度の最適値付近に対しても一定の結合効率を維持で
き、振動等や光導波路の取り付け時の角度誤差等による
入射角度の変動によっても結合効率がそれ程低下するこ
とのない回折格子を有する光導波路の入力装置を提供す
ることにある。
【０００４】
【発明の要旨及び効果】以上の目的を達成するため、本
発明に係る光導波路の入力装置は、光導波路の導波層の
上部及び下部に回折格子をそれぞれ形成し、該回折格子
の周期の位相差φが、５０゜＜φ＜８０゜、１１０゜＜
φ＜２５０゜、２８０゜＜φ＜３１０゜のいずれかを満
たすことを特徴とする。特に、周期の位相差φが１４５
゜＜φ＜２２５゜を満たすこと、さらには１８０゜であ
ることが好ましい。
発明に係る光導波路の入力装置は、光導波路の導波層の
上部及び下部に回折格子をそれぞれ形成し、該回折格子
の周期の位相差φが、５０゜＜φ＜８０゜、１１０゜＜
φ＜２５０゜、２８０゜＜φ＜３１０゜のいずれかを満
たすことを特徴とする。特に、周期の位相差φが１４５
゜＜φ＜２２５゜を満たすこと、さらには１８０゜であ
ることが好ましい。
【０００５】回折格子の周期の位相差φが前記数値を満
足することによって９０％以上の結合効率が得られる光
ビームの入射角度が拡大する。従って、本発明によれ
ば、光導波路への光ビームの入射角度が最適値から多少
変動したとしても９０％以上の高い結合効率を維持する
ことができる。
足することによって９０％以上の結合効率が得られる光
ビームの入射角度が拡大する。従って、本発明によれ
ば、光導波路への光ビームの入射角度が最適値から多少
変動したとしても９０％以上の高い結合効率を維持する
ことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光導波路の入
力装置について添付図面を参照して説明する。
力装置について添付図面を参照して説明する。
【０００７】図１は本発明の一実施形態である光導波路
の入力装置１を示し、基板１１上にバッファ層１２を介
して導波層１３が設けられており、導波層１３の上部及
び下部にそれぞれ回折格子１４，１５が形成されてい
る。図２は比較のために従来の入力装置１’を示す。導
波層１３’には上部のみに回折格子１４’が形成されて
いる。
の入力装置１を示し、基板１１上にバッファ層１２を介
して導波層１３が設けられており、導波層１３の上部及
び下部にそれぞれ回折格子１４，１５が形成されてい
る。図２は比較のために従来の入力装置１’を示す。導
波層１３’には上部のみに回折格子１４’が形成されて
いる。
【０００８】一般に、この種の入力装置の導波層１３に
入射する光源１０からの光ビームの最適入射角度θ（図
３参照）は、以下の式（１）で表される。なお、式
（１）は近似式であり、実際の最適入射角度は式（１）
で得られる値よりも僅かにずれる。
入射する光源１０からの光ビームの最適入射角度θ（図
３参照）は、以下の式（１）で表される。なお、式
（１）は近似式であり、実際の最適入射角度は式（１）
で得られる値よりも僅かにずれる。
【０００９】 θ＝ｓｉｎ-1｛ｎcff＋ｎ（λ／ｄ）｝ ……（１） ｎcff：導波層の実効屈折率 ｎ：マイナスの整数 λ：光ビームの波長 ｄ：回折格子の周期
【００１０】具体的には、図１において、基板１１はＳ
ｉからなり、その屈折率ｎsは４．０である。バッファ
層１２はＳｉＯ2からなり、その屈折率ｎbは１．４６で
ある。導波層１３はＺｎＯからなり、その屈折率ｎg，
ｎfは１．９９である。導波層１３（回折格子１４）の
上方は空気であり、その屈折率は１．０である。さら
に、波長λは０．６３３μｍ、回折格子１４，１５の周
期ｄは０．６μｍ、回折格子１４，１５の幅Ｗは０．３
μｍである。
ｉからなり、その屈折率ｎsは４．０である。バッファ
層１２はＳｉＯ2からなり、その屈折率ｎbは１．４６で
ある。導波層１３はＺｎＯからなり、その屈折率ｎg，
ｎfは１．９９である。導波層１３（回折格子１４）の
上方は空気であり、その屈折率は１．０である。さら
に、波長λは０．６３３μｍ、回折格子１４，１５の周
期ｄは０．６μｍ、回折格子１４，１５の幅Ｗは０．３
μｍである。
【００１１】前記入力装置１における回折格子１４，１
５の周期の位相差φは１８０゜である。図４は位相差φ
のそれぞれの態様を示し、（Ａ）は０゜、（Ｂ）は９０
゜、（Ｃ）は１８０゜を示す。
５の周期の位相差φは１８０゜である。図４は位相差φ
のそれぞれの態様を示し、（Ａ）は０゜、（Ｂ）は９０
゜、（Ｃ）は１８０゜を示す。
【００１２】導波層１３を伝搬する光の強度を入力光強
度で割った値を結合効率として評価した。光強度は光パ
ワーメータ（株式会社アドバンテスト製ＴＱ８２１０）
にて測定した。また、導波層１３を伝搬する光強度は、
別途、導波損失を測定して換算した値を用いた。図５は
本発明例である入力装置１の入射角度に対する結合効率
を示し、図６は従来例である入力装置１’の結合効率を
示す。以下の表１は本発明例と従来例との結合効率が９
０％以上の入射角度を示す。
度で割った値を結合効率として評価した。光強度は光パ
ワーメータ（株式会社アドバンテスト製ＴＱ８２１０）
にて測定した。また、導波層１３を伝搬する光強度は、
別途、導波損失を測定して換算した値を用いた。図５は
本発明例である入力装置１の入射角度に対する結合効率
を示し、図６は従来例である入力装置１’の結合効率を
示す。以下の表１は本発明例と従来例との結合効率が９
０％以上の入射角度を示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】表１から明らかなように、従来例におい
て、効率９０％以上の入射角度は６６．０５゜〜６６．
２４゜の間で、許容幅は０．１９゜である。これに対し
て、本発明例において、効率９０％以上の入射角度は６
６．１６゜〜６６．４５゜の間で、許容幅は０．２９゜
である。このように、本発明に係る入力装置１にあって
は、９０％以上の結合効率を得ることができる光ビーム
の入射角度の許容幅が広く、振動等によって実際の入射
角度が最適値より若干変動した場合であっても、高い結
合効率を維持することができる。
て、効率９０％以上の入射角度は６６．０５゜〜６６．
２４゜の間で、許容幅は０．１９゜である。これに対し
て、本発明例において、効率９０％以上の入射角度は６
６．１６゜〜６６．４５゜の間で、許容幅は０．２９゜
である。このように、本発明に係る入力装置１にあって
は、９０％以上の結合効率を得ることができる光ビーム
の入射角度の許容幅が広く、振動等によって実際の入射
角度が最適値より若干変動した場合であっても、高い結
合効率を維持することができる。
【００１５】図７は前記入力装置１において、二つの回
折格子１４，１５の周期の位相差（０゜〜３６０゜）に
対して、結合効率が９０％以上を持つ入射角度の許容幅
を示す。図７において、許容幅０．２以上が従来例より
も効果が向上した領域であり、その範囲は５０゜〜８０
゜、１１０゜〜２５０゜及び２８０゜〜３１０゜であ
る。特に、１４５゜〜２２５゜の範囲では０．２５゜以
上の大きな許容幅を得ることができる。そして、最大の
許容幅０．２９゜は位相差が１８０゜のときに達成され
る。
折格子１４，１５の周期の位相差（０゜〜３６０゜）に
対して、結合効率が９０％以上を持つ入射角度の許容幅
を示す。図７において、許容幅０．２以上が従来例より
も効果が向上した領域であり、その範囲は５０゜〜８０
゜、１１０゜〜２５０゜及び２８０゜〜３１０゜であ
る。特に、１４５゜〜２２５゜の範囲では０．２５゜以
上の大きな許容幅を得ることができる。そして、最大の
許容幅０．２９゜は位相差が１８０゜のときに達成され
る。
【００１６】次に、前記入力装置１の作製方法につい
て、図８を参照して説明する。まず、図８（Ａ）に示す
ように、Ｓｉからなる基板１１上にＳｉＯ2からなるバ
ッファ層１２を形成し、さらにレジスト１６を塗布す
る。次に、図８（Ｂ）に示すように、レジスト１６に回
折格子１５を形成するためのパターニングを施す。パタ
ーニングはステッパ、ＥＢ描画あるいは２光束干渉等の
手法で行われる。次に、エッチングする（図８（Ｃ）参
照）。エッチングはリアクティブイオンエッチング又は
イオンビームエッチング等で行われる。次に、アッシン
グを行い、レジスト１６を除去する（図８（Ｄ）参
照）。
て、図８を参照して説明する。まず、図８（Ａ）に示す
ように、Ｓｉからなる基板１１上にＳｉＯ2からなるバ
ッファ層１２を形成し、さらにレジスト１６を塗布す
る。次に、図８（Ｂ）に示すように、レジスト１６に回
折格子１５を形成するためのパターニングを施す。パタ
ーニングはステッパ、ＥＢ描画あるいは２光束干渉等の
手法で行われる。次に、エッチングする（図８（Ｃ）参
照）。エッチングはリアクティブイオンエッチング又は
イオンビームエッチング等で行われる。次に、アッシン
グを行い、レジスト１６を除去する（図８（Ｄ）参
照）。
【００１７】さらに、図８（Ｅ）に示すように、バッフ
ァ層１２上にＺｎＯからなる導波層１３を堆積する。堆
積はスパッタ、ＣＶＤ、レーザアブレーション等によっ
て行われる。導波層１３を堆積後、必要に応じて、表面
を平滑化処理してもよい。次に、導波層１３上にレジス
ト１６を塗布し（図８（Ｆ）参照）、前記図８（Ｂ），
（Ｃ），（Ｄ）の工程を繰り返し、導波層１３上に回折
格子１４を形成する。図８（Ｇ）は以上の工程を経て完
成された入力装置１を示す。
ァ層１２上にＺｎＯからなる導波層１３を堆積する。堆
積はスパッタ、ＣＶＤ、レーザアブレーション等によっ
て行われる。導波層１３を堆積後、必要に応じて、表面
を平滑化処理してもよい。次に、導波層１３上にレジス
ト１６を塗布し（図８（Ｆ）参照）、前記図８（Ｂ），
（Ｃ），（Ｄ）の工程を繰り返し、導波層１３上に回折
格子１４を形成する。図８（Ｇ）は以上の工程を経て完
成された入力装置１を示す。
【００１８】なお、本発明に係る光導波路の入力装置は
前記実施形態に限定するものではなく、その範囲で種々
に変更可能であることは勿論である。
前記実施形態に限定するものではなく、その範囲で種々
に変更可能であることは勿論である。
【図１】本発明に係る光導波路の入力装置を示す断面
図。
図。
【図２】比較のために従来の光導波路の入力装置を示す
断面図。
断面図。
【図３】入力装置に対する光ビームの入射角度を示す説
明図。
明図。
【図４】本発明例における回折格子の周期の位相差を示
す説明図。
す説明図。
【図５】本発明例に関する光ビームの入射角度に対する
結合効率を示すグラフ。
結合効率を示すグラフ。
【図６】従来例に関する光ビームの入射角度に対する結
合効率を示すグラフ。
合効率を示すグラフ。
【図７】本発明例における回折格子の位相差に対する入
射角度の許容幅を示すグラフ。
射角度の許容幅を示すグラフ。
【図８】本発明に係る入力装置の作製工程図。
１…入力装置 １１…基板 １２…バッファ層 １３…導波層 １４，１５…回折格子
Claims (3)
- 【請求項１】 光導波路に外部から光ビームを入射・導
波伝搬させるための回折格子が形成された光導波路の入
力装置において、 前記光導波路の導波層の上部及ぶ下部に回折格子をそれ
ぞれ形成し、該回折格子の周期の位相差φが、 ５０゜＜φ＜８０゜、１１０゜＜φ＜２５０゜、２８０
゜＜φ＜３１０゜ のいずれかを満たすことを特徴とする光導波路の入力装
置。 - 【請求項２】 周期の位相差φが１４５゜＜φ＜２２５
゜を満たすことを特徴とする請求項１記載の光導波路の
入力装置。 - 【請求項３】 周期の位相差φが１８０゜であることを
特徴とする請求項１記載の光導波路の入力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7864297A JPH10268160A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 光導波路の入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7864297A JPH10268160A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 光導波路の入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10268160A true JPH10268160A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=13667529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7864297A Pending JPH10268160A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 光導波路の入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10268160A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008059098A1 (en) * | 2006-11-16 | 2008-05-22 | Nanocomp Ltd | An arrangement and a method for coupling light into a plate-like light guide |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP7864297A patent/JPH10268160A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008059098A1 (en) * | 2006-11-16 | 2008-05-22 | Nanocomp Ltd | An arrangement and a method for coupling light into a plate-like light guide |
| US9684108B2 (en) | 2006-11-16 | 2017-06-20 | Nanocomp Oy Ltd. | Arrangement and a method for coupling light into a plate-like light guide |
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