JPH1114845A - 光分岐導波路およびその製造方法、並びに光導波路回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】製作が容易な小型で低コストの光分岐導波路お
よび光導波路回路を提供する。 【解決手段】基板１１に対して、直線状をなす２本の第
１の光導波路１２および第２の光導波路１３を、所定の
角度で交差させて形成し、第１の光導波路１２と第２の
光導波路１３との交差領域を含むように、光導波路と所
定の角度をなし、深さが第１および第２の光導波路１
２，１３の深さ以上に設定した溝１４を形成し、溝１４
の一側壁１４ａには、少なくとも溝１４の第１の光導波
路１２と第２の光導波路１３との交差領域を含むよう
に、第１の光導波路１２ａを導波された入射光の一部を
透過させて第１の光導波路１２ｂに導波させるととも
に、入射光の一部を反射して第２の光導波路１３に導波
させる部分反射・部分透過機能を有する光学素子１５を
形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば光通信網
や自動車等の光配線部品、あるいは産業用機器の光信号
処理、光制御、光計測の光配線基板として用いられる光
分岐導波路および光導波路回路、並びに光分岐導波路の
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光分岐導波路は、光ファイバ通信網の家
庭端末配線の重要な光配線部品として、また、光ファイ
バ信号処理技術を応用した自動車の光配線、産業用機器
の光信号処理、光制御、光計測の光配線基板として利用
されている。

【０００３】このような光分岐導波路は、一般的には、
いわゆるＹ分岐として図７に示すように、たとえばニオ
ブ酸リチウムからなる基板１に、一端側端面から光が入
射される直線状の入力導波路２、および入力導波路１の
他端側に対して所定角度をもって接続された２本の出力
導波路３，４が形成されて構成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のＹ分
岐導波路は、通常シングルモード光を導波させるように
設計される。このため、その接続部の形状、導波路の曲
率、導波路長に設計上の制約があり、その回路長は長く
なる。以下に、Ｙ分岐導波路の回路長が長くなる理由に
ついて、図８に関連付けて説明する。

【０００５】たとえば、ニオブ酸リチウムを使用した光
分岐導波路の場合、シングルモードを維持しながら分岐
するための分岐角が約１度と非常に小さく、入力導波路
２と二つの出力導波路３，４とはほとんど直線状に接続
される。また、導波路のコアとクラッドの屈折率の差を
小さくしてシングルモード導波路としていることから、
その１度の勾配を入力導波路２に平行な導波路として矩
形基板１の端面に直交して引き出すためには、光の導波
路外への漏洩を防ぐために、図８に示すように導波路の
曲率Ｒを５０mm以上にする必要がある。このため、曲率
部として５mm〜１０mmの長さを必要とする。さらに、導
波路の接続部では導波路幅が一入力導波路側からみて２
倍になり、単純に接続すると、光の反射や伝送モードの
変換により伝送損失が増大する。このため、接続部をテ
ーパにしてゆるやかに伝送モードを変換するための余分
な長さ数mmが必要になる。また、二分岐導波路側から直
線状の入力導波路へ信号を伝送するためには接続点での
伝送モードの乱れを緩和するために、直線状の入力導波
路も一定以上の長さが必要となる。具体的には３mm以上
が必要になる。したがって、上述したＹ分岐導波路で
は、全長が約１５mm以上になる。この長さでは、基板１
の幅は、その後の加工、部品の変形を配慮すると３mm以
上となる。

【０００６】一見この形状は小さく感じられるが、導波
路幅が約５μｍと半導体素子レベルであることを考慮す
ると、その幅の３０００倍もの曲線を含む複雑な微細加
工が必要であることになり、その加工精度は半導体素子
を加工する以上の均一性が要求され、高いコストを要す
る。さらに、接続部の形状は、分岐特性、損失に影響す
るため、特に分岐中央錐状部は０．１μｍ程度の加工精
度が必要になり、これもさらに高精度加工が必要とな
り、コストの増大を招く。

【０００７】また、コストの低減のためには、一枚の材
料基板から採れる素子数をより多くすることが必要だ
が、このサイズでは通常の半導体素子と比較して非常に
少ない収量になる。一般に、光部品の製作には３インチ
基板が用いられるが、上述した例では一基板から採れる
部品数は百個以下と少なく、生産性が低く、コスト高で
ある。これは同様な工程をとる多くの半導体素子が１mm
角以下であることと比較して考えると、非常に生産性が
悪く、コスト高である。

【０００８】また、このＹ分岐導波路を多段接続して１
×４、１×８、１×１６、・・、１×ｎの分岐回路を形
成するとさらに収量が低下し、コストが上がり、また均
一加工精度がより要求され、歩留りが低下するだけでな
く、基板の大きさの制約により、部品製作が不可能にな
ることにもなる。

【０００９】以上説明したように、現在の光分岐導波路
は、家庭端末用部品として実用化するには、その形状の
複雑さ、寸法の大きさの点で生産性、コストの面で大き
な不利益がある。

【００１０】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、製作が容易な小型で低コストの
光分岐導波路および光導波路回路を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の光分岐導波路は、基板と、上記基板に形成
された第１の光導波路と、上記基板に上記第１の光導波
路と所定の角度をもって交差するように形成された第２
の光導波路と、上記基板の少なくとも上記第１の光導波
路と上記第２の光導波路との交差領域に形成された溝
と、少なくとも上記溝の上記第１の光導波路と上記第２
の光導波路との交差領域における一側面に設けられ、第
１の光導波路を導波された入射光の一部を透過させて当
該第１の光導波路に導波させるとともに、上記入射光の
一部を反射して上記第２の光導波路に導波させる光学素
子とを有する。

【００１２】また、本発明では、上記溝と光導波路と
は、上記第１の光導波路から入射された光の上記光学素
子による光反射角度と、上記第２の光導波路が上記第１
の光導波路となす角度とが一致するように形成されてい
る。

【００１３】また、本発明では、上記光学素子は、導波
光に対して透明な有機フィルムに光学薄膜が形成されて
構成されている。あるいは、上記光学素子は、導波光に
対して透明な無機材料からなる薄板に光学薄膜が形成さ
れて構成されている。そして、上記光学薄膜は、多層干
渉膜または金属膜により構成される。また、上記光学素
子の光を透過および反射させる光分岐比が１：１であ
る。

【００１４】また、本発明では、上記基板は、電気光学
効果を有する部材、あるいは圧電効果を有する部材によ
り構成される。

【００１５】本発明の光導波路回路は、上述した光分岐
導波路を少なくとも一組有し、その入力部または出力部
の少なくとも一つの光導波路に他の光分岐導波路の光導
波路が接続されている。

【００１６】また、本発明の光導波路回路は、基板とし
て電気光学効果を有する光分岐導波路を少なくとも一組
有し、光導波路の一部に電気光学効果を発現させる電界
を印加するための電極を有する。

【００１７】また、本発明の光導波路回路は、基板とし
て圧電効果を有する光分岐導波路を少なくとも一組有
し、光導波路の一部に圧電効果を発現させる電界を印加
するための電極を有する。

【００１８】本発明の光分岐導波路の製造方法では、多
層干渉膜または金属膜により構成される光学素子は、溝
形成後、当該溝の一側面に形成されるように上記基板を
傾斜させて蒸着またはスパッタリングを行うことにより
形成する。

【００１９】本発明の光分岐導波路の製造方法では、多
層干渉膜または金属膜により構成される光学素子の形成
に際し、あらかじめ基板の表面に剥離可能な膜を形成
し、上記溝を形成した後、上記溝の一側面に光学素子が
形成されるように上記基板を傾斜させて蒸着またはスパ
ッタリングを行い、その後、基板表面の上記剥離可能な
膜を剥離除去することで、基板表面に形成された蒸着ま
たはスパッタリング膜を除去する。

【００２０】本発明の光分岐導波路によれば、Ｙ分岐導
波路のように複雑なテーパ形状の光導波路部分、大半径
の曲線導波路部分を要せず、光出力端部は光ファイバが
接続できるように分離され、形状は従来の部品に較べ小
型になる。また、比較的大きな交差角で製作されること
から、分岐部の形状は比較的容易に得られる。また、損
失、分岐比といった部品の特性は、部分透過・部分反射
機能を有する光学素子に依存することから、特性の管理
が容易になる。さらに、本光分岐導波路は、その機能の
基本となる１×２の光分岐導波路回路として用いられる
ことは当然であるが、この機能を基板上に複数配置した
１×Ｎの光分岐導波路回路、他の光導波路回路と複合し
た光導波路回路、これに電気光学効果、圧電効果、表面
弾性波効果を利用した光機能デバイスとして利用可能で
ある。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明に係る
光分岐導波路の一実施形態を示す図であって、図１は実
体構成を示す斜視図、図２は上面図である。

【００２２】図に示すように、本光分岐導波路１０は、
たとえば使用波長に透明な基板１１に対して、直線状を
なす２本の第１の光導波路１２および第２の光導波路１
３が、所定の角度、たとえば数十から９０度の比較的大
きな角度で交差させて形成されている。また、基板１１
には、第１の光導波路１２と第２の光導波路１３との交
差領域を含むように、光導波路と４５度の角度をなし、
幅が約３０μｍ幅で、深さが第１および第２の光導波路
１２，１３の深さ以上、たとえば１０μｍ以上に設定さ
れた溝１４が形成されている。そして、溝１４には、少
なくとも溝１４の第１の光導波路１２と第２の光導波路
１３との交差領域における一側面１４ａに、第１の光導
波路１２ａを導波された入射光の一部を透過させて第１
の光導波路１２ｂに導波させるとともに、入射光の一部
を反射して第２の光導波路１３に導波させる部分反射・
部分透過機能を有する光学素子１５が形成されている。

【００２３】第１の光導波路１２の一端面が基板１１の
第１側面１１ａに臨み、この第１の光導波路１２の一端
面により光入射部が構成されている。また、第１の光導
波路１２の他端面が基板１１の第２側面１１ｂに臨み、
第２の光導波路１３の一端面が第１の光導波路１２ａの
一部と交差し、第２の光導波路１３の他端面が基板１１
の第３側面１１ｃに臨むように構成されている。そし
て、第１の光導波路１２の他端面および第２の光導波路
１３の他端面により分岐光ＤＯ１，ＤＯ２の光出射部が
構成されている。

【００２４】すなわち、図１および図２に示す光分岐導
波路１０では、第１の光導波路１２の図中溝１４を境に
して左側部分１２ａにより入力導波路が構成され、第１
の光導波路１２の図中溝１４を境にして右側部分１２ｂ
および第２の光導波路１３により分岐導波路が構成され
ている。

【００２５】なお、溝１４と光導波路とは、第１の光導
波路１２から入射された光の光学素子１５による光反射
角度と、第２の光導波路１３が第１の光導波路１２とな
す角度とが一致するように形成されている。

【００２６】また、部分反射・部分透過機能を有する光
学素子１５は、たとえば導波光に対して透明な有機フィ
ルムに光学薄膜が形成されて構成され、あるいは導波光
に対して透明な無機材料からなる薄板に光学薄膜（半透
過反射膜）が形成されて構成される。そして、光学薄膜
は、たとえば多層干渉膜または金属膜により構成され
る。

【００２７】次に、上記光分岐導波路１０の製造方法に
ついて簡単に説明する。なお、ここでは、光導波路とし
て基板上に形成したポリマ導波路を用いる場合を示す。

【００２８】まず、Ｓｉウエハ上にたとえば図３に示す
ようにクラッド層１２１ａとしてコア層１２２より屈折
率の低いポリマ、およびコア層のポリマをスピンコート
等により塗布する。それぞれの膜厚は最終的な導波路幅
と膜厚の関係からシングルモード導波路となるように設
計する。たとえば、コア層２μｍ、クラッド層３μｍに
設定される。この上に十字に交差した３〜６μｍ好まし
くは４〜５μｍ幅のレジストパターニングをホトリソグ
ラフィ工法により形成し、これを酸素ガス中でＲＩＥ処
理してコア層のみをエッチングしてレジスト形状幅とコ
ア層膜厚の矩形形状の光導波路を形成する。その後、そ
の表面に再びクラッド層１２１ｂをスピンコート等によ
り形成する。

【００２９】次に、ダイシングソーで約３０μｍのメタ
ルブレードを使用し直交する光導波路と４５度の角度で
基板に垂直な深さ１０μｍ以上の溝１４を形成する。

【００３０】次に、溝１４の一方の側壁１４ａに、それ
ぞれの光導波路に対して所望の光分岐比を得るために、
多層干渉膜、金属膜等の光学薄膜からなる部分反射・部
分透過膜１５を形成する。この部分反射・部分透過膜１
５の形成に際しては、部分反射・部分透過膜１５が溝１
４の一方の側壁１４ａに形成されるように、図３に示す
ように、光導波路基板１１を傾斜させて、多層干渉膜、
金属膜等の光学薄膜を蒸着またはスパッタリングする。
その後、導波路に直角に交差点を含む矩形状にダイシン
グソーを用いて光導波回路を切り出す。

【００３１】なお、あらかじめＳｉ基板に光ファイバの
接続に用いるＶ溝をエッチングにより形成させておくこ
とにより、ファイバの位置合わせ、部品作製工程減を図
れ、接続工程の簡素化が可能となる。

【００３２】工業的に生産する場合には、たとえば３イ
ンチの基板全面に、たとえば１mmピッチの直交する網状
の光導波路を形成した後、その光導波路に格子の交点を
通る導波路に４５度をなす溝を全面に加工する。そし
て、部分反射・部分透過膜が溝の一方の側壁に形成され
るように、光導波路基板を傾斜させて、多層干渉膜、金
属膜等の光学薄膜を蒸着またはスパッタリングする。し
かる後、これをダイシング用支持膜に張りつけ、ダシシ
ングソーで格子の中間点を通る導波路に直角（平行）直
線で切断して多数個の光分岐導波路を得ることができ
る。

【００３３】また、４５度半透過反射膜の形成には、空
間光学系におけるハーフミラーの作製技術が利用され
る。

【００３４】なお、上記した例の工程は、本素子作製の
一つの例であり、工程順に変更、接着剤の塗布方法、導
波路の材料、導波路形成方法はそれぞれの材料、目的仕
様により変更しても、本発明の主旨を損なうものではな
い。

【００３５】以上のようにして製造される光分岐導波路
１０においては、入射光ＩＮが第１の光導波路１２ａに
導波される。この入射光は、第１の光導波路１２ａを伝
搬して溝１４に挿入されている光学素子１５に到達す
る。光学素子１５では、導波光の一部が透過して再度第
１の光導波路１２ｂに導波され、その他端面から第１の
分岐光ＤＯ１として出射される。また、残りの導波光の
一部あるいは全部は、光学素子１５で反射されて第２の
光導波路１３に導波され、その他端面から第２の分岐光
ＤＯ２として出射される。

【００３６】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、使用波長に透明な基板１１に対して、直線状をなす
２本の第１および第２の光導波路１２，１３を、所定の
角度で交差させて形成し、第１の光導波路１２と第２の
光導波路１３との交差領域を含むように、光導波路と所
定の角度をなし、深さが第１および第２の光導波路１
２，１３の深さ以上に設定した溝１４を形成し、溝１４
の一側壁１４ａには、少なくとも溝１４の第１の光導波
路１２と第２の光導波路１３との交差領域を含むよう
に、第１の光導波路１２ａを導波された入射光の一部を
透過させて第１の光導波路１２ｂに導波させるととも
に、入射光の一部を反射して第２の光導波路１３に導波
させる部分反射・部分透過機能を有する光学素子１５を
形成したので、Ｙ分岐導波路のように複雑なテーパ形状
の光導波路部分、大半径の曲線導波路部分を要せず、光
出力端部は光ファイバが接続できるように分離され、形
状は従来の部品に較べ小型になる。

【００３７】また、反射膜を挿入する溝は約３０μｍ幅
であり、導波路幅５〜１０μｍ、光ファイバ径１２５μ
ｍとすれば、その作業性を考慮しても、１mm角以下の部
品とすることができる。極限として、接続する光ファイ
バの径に相当する１２５μｍ角の小型の部品とすること
ができる。これは、従来の分岐基板の１／１００以下の
大きさとなり、一枚の材料基板から製作される部品数は
その逆数倍になり、一個当たりのコストは大きく低減す
る。また、比較的大きな交差角で製作されることから、
分岐部の形状は比較的容易に得られる。また、損失、分
岐比といった部品の特性は、部分透過・部分反射膜に依
存することから、特性の管理が容易になる。

【００３８】また、外部回路との接続は、上記のように
光ファイバを直接接続することが可能であり、さらに、
基板端面の導波路開口に直接受光素子や発光素子を接着
することも可能である。また、本基板は比較的小さいこ
とから、取り扱いを容易にするために、この基板を支え
るこの基板より大きく安価な支持基板にこの基板を固定
して、その支持基板にＶ溝を設けて光ファイバを接続し
たり、その支持基板に受光素子や発光素子を固定して、
導波路と固定することも可能である。勿論、その支持基
板に電気配線を設けて受発光ユニットとすることもでき
る。

【００３９】さらに、本光分岐導波路は、その機能の基
本となる１×２の光分岐導波路回路として用いられるこ
とは当然であるが、この機能を基板上に複数配置した１
×Ｎの光分岐導波路回路、他の光導波路回路と複合した
光導波路回路、これに電気光学効果、圧電効果、表面弾
性波効果を利用した光機能デバイスにも利用できる。

【００４０】また、この技術の最も効果的な実施形態
は、直交導波路とこれに４５度に交差する半透過・半反
射膜からなる光３ｄＢ分岐基板である。この場合、入出
力の光ファイバが接続される辺は直交または平行な正方
形（矩形）となり、光ファイバの接続も容易である。

【００４１】なお、上述した実施形態においては、１×
２の光分岐導波路について述べたが、たとえば図４に示
すような１×４の光分岐導波路２０、あるいは図５に示
すようなマッハツェンダ型光変調器３０、あるいは他の
従来の光導波路回路と一枚の基板の中で組み合わせた光
導波路回路を構成することができる。

【００４２】図４に示す１／４光分岐導波路２０におい
て、２１は基板、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ、２３ａ−
１，２３ａ−２，２３ａ−３，２３ａ−４、２３ｂ−
１，２３ｂ−２は光導波路、２４ａ〜２４ｅは溝、およ
び２５ａ〜２５ｃは光学素子としての半透過反射膜、２
５ｄ，２５ｅは光学素子としての反射膜をそれぞれ示し
ている。この１／４光分岐導波路２０では、光導波路の
交差角は９０度で、溝２４ａ〜２４ｅは直交導波路と４
５度の角度をもって形成されている。

【００４３】この１／４光分岐導波路２０においては、
入射光ＩＮが光導波路２２ａに導波される。この入射光
は、光導波路２２ａを伝搬して溝２４ａに挿入されてい
る光学素子としての半透過反射膜２５ａに到達する。半
透過反射膜２５ａでは、導波光の一部が透過して（直進
して）光導波路２２ｂに導波され、残りの導波光の一部
または全部は反射されて光導波路２３ａ−１に導波され
る。半透過反射膜２５ａを透過した導波光は光導波路２
２ｂを伝搬して溝２４ｂに挿入されている半透過反射膜
２５ｂに到達する。そして、半透過反射膜２５ｂでは、
導波光の一部が透過して（直進して）光導波路２２ｃに
導波され、その他端面から第１の分岐光ＤＯ１として出
射される。また、光導波路２２ｂの残りの導波光の一部
または全部は半透過反射膜２５ｂで反射されて光導波路
２３ｂ−１に導波され、溝２４ｅに挿入されている反射
膜２５ｅに到達し、ここで反射されて光導波路２３ｂ−
２に導波されて、その他端面から第２の分岐光ＤＯ２と
して出射される。

【００４４】また、半透過反射膜２５ａで反射され光導
波路２３ａ−１に導波された光は、溝２４ｃに挿入され
ている半透過反射膜２５ｃに到達する。そして、半透過
反射膜２５ｃでは、導波光の一部が透過して（直進し
て）光導波路２３ａ−２に導波され、その他端面から第
３の分岐光ＤＯ３として出射される。また、光導波路２
３ａ−１の残りの導波光の一部または全部は半透過反射
膜２５ｃで反射されて光導波路２３ａ−３に導波され、
溝２４ｄに挿入されている反射膜２５ｄに到達し、ここ
で反射されて光導波路２３ａ−２４に導波されて、その
他端面から第４の分岐光ＤＯ４として出射される。

【００４５】以上のように、本発明に係る光分岐導波路
を用いて、小型化を実現でき、従来と略同一のプロセス
で高い収量が得られ、また設備の一素子当たりの稼働効
率が向上し、さらには歩留りを向上でき、低コスト化を
実現できる等の利点を有する１／４光分岐導波路２０を
構成することができる。

【００４６】また、図５に示すマッハツェンダ型光変調
器３０において、３１はたとえば電気光学効果を有する
基板、３２ａ，３２ｂ、３３ａ〜３３ｄは光導波路、３
４ａ〜３４ｄは溝、３５ａ，３５ｄは光学素子としての
半透過反射膜、３５ｂ，３５ｃは光学素子としての反射
膜、および３６ａ〜３６ｃは電極をそれぞれ示してい
る。このマッハツェンダ型光変調器３０においても、光
導波路の交差角は９０度で、溝３４ａ〜３４ｄは直交導
波路と４５度の角度をもって形成されている。

【００４７】マッハツェンダ型光変調器３０において
は、入射光ＩＮが光導波路３２ａに導波される。この入
射光は、光導波路３２ａを伝搬して溝３４ａに挿入され
ている光学素子としての半透過反射膜３５ａに到達す
る。半透過反射膜３５ａでは、導波光の一部が透過して
（直進して）光導波路３２ｂに導波され、残りの導波光
の一部または全部は反射されて光導波路３３ａに導波さ
れる。半透過反射膜３５ａを透過した導波光は、光導波
路３２ｂを伝搬して溝３４ｂに挿入されている反射膜３
５ｂに到達し、ここで反射されて光導波路３３ｂに導波
され、光導波路３３ｂを伝搬して半透過反射膜３５ｄに
到達する。また、半透過反射膜３５ａで反射され光導波
路３３ａに導波された光は、光導波路３３ａを伝搬して
溝３４ｃに挿入されている反射膜３５ｃに到達し、ここ
で反射されて光導波路３３ｃに導波され、光導波路３３
ｃを伝搬して半透過反射膜３５ｄに到達する。そして、
半透過反射膜３５ｄでは、光導波路３３ｂの伝搬光の一
部が反射されて光導波路３３ｄに導波され、また光導波
路３３ｃの伝搬光の一部が透過して（直進して）光導波
路３３ｄに導波される。すなわち、光導波路３３ｂの伝
搬光と光導波路３３ｃの伝搬光とが合波される。

【００４８】ところで、マッハツェンダ型光変調器３０
では、たとえば電極３６ａと電極３６ｂとの間、または
電極３６ｃと電極３６ｂとの間に所定の電圧が印加され
る。これにより、基板３１において電気光学効果が発現
され、光導波路３２ｂまたは光導波路３３ｃの屈折率が
変化して半透過反射膜３５ａで２つに分岐された光に対
して、半透過反射膜３５ｄに到達するまでの光路差、す
なわち位相差が与えられる。この位相差が与えられた２
つの光が半透過反射膜３５ｄで合波されて、変調光ＭＯ
として出射される。

【００４９】以上のように、本発明に係る光分岐導波路
を用いてマッハツェンダ型光変調器３０が構成できる。

【００５０】なお、以上説明した実施形態においては、
光導波路基板表面にも光学薄膜が形成されることになる
が、図５のマッハツェンダ型光変調器のように、基板表
面に電極３６等を有する場合には、光導波路基板表面の
光学薄膜を除去しておかなければならない場合がある。
このような場合には、従来のように薬品を用いる湿式エ
ッチングやプラズマによる乾式エッチングによりエッチ
ング除去する方法を採することができるが、この場合、
導波路基板へのダメージが危惧される。

【００５１】しかし、以下に示す方法により導波路基板
へダメージを与えることなく、基板表面の光学薄膜除去
を確実に行うことができる。

【００５２】すなわち、光学薄膜を、蒸着またはスパッ
タリングによって形成する際、あらかじめ光導波路基板
の表面に剥離可能な膜を形成しておく。次いで、溝加工
を行った後、図６（ａ）に示すように、光学薄膜が溝１
４の側面１４ａに形成されるように、光導波路基板１１
を傾斜させてこれを蒸着またはスパッタリングする。し
かる後、図６（ｂ）に示すように、光導波路基板表面の
膜をその上の光学薄膜とともに剥離除去する。このと
き、剥離する膜として、たとえば水溶性の有機膜等を用
いれば、水洗による剥離が可能で、基板に与える影響も
ほとんど考慮することなく、光学薄膜の除去が可能とな
る。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の光分岐導波路に較べ小さくでき、ひいては光導波
路部品の小型化を実現できる。その結果、従来と略同一
のプロセスで高い収量が得られ、また設備の一素子当た
りの稼働効率が向上し、低コスト化を実現できる。ま
た、小型化によりプロセスの均一性の要求度が、従来の
分岐に比較して低下し、その結果歩留りが向上し、この
点でも低コスト化を実現できる。また、鋭い屈曲部、曲
線部がないことから、ホトリソグラフィ工程の加工精度
が緩和され、設備の低価格化、歩留りの向上によりコス
トを低減できる。さらに、分岐特性が導波路の複雑な形
状に依存せず、別プロセスで製作される光学薄膜に依存
するので、特性の管理が容易で、特性の均一化、性能の
向上を図れる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光分岐導波路の実体構成を示す斜
視図である。

【図２】本発明に係る光分岐導波路の実体構成を示す上
面図である。

【図３】本発明に係る製造方法を説明するための図であ
る。

【図４】本発明に係る光分岐導波路の応用例を示す図
で、１×４光分岐導波路の一例を示す図である。

【図５】本発明に係る光分岐導波路の応用例を示す図
で、マッハツェンダ型光変調器の構成例を示す図であ
る。

【図６】本発明に係る他の製造方法を説明するための図
である。

【図７】Ｙ分岐導波路の構成例を示す図である。

【図８】Ｙ分岐導波路の長さ特性を説明するための図で
ある。

【符号の説明】 １０…光分岐導波路 １１…基板 １２，１２ａ，１２ｂ…第１の光導波路 １３…第２の光導波路 １４…溝 １５…部分反射・部分透過機能を有する光学素子 ２０…１／４光分岐導波路 ２１…基板 ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ、２３ａ−１，２３ａ−２，２
３ａ−３，２３ａ−４、２３ｂ−１，２３ｂ−２…光導
波路 ２４ａ〜２４ｅ…溝 ２５ａ〜２５ｃ…光学素子としての半透過反射膜 ２５ｄ，２５ｅ…反射膜 ３０…マッハツェンダ型光変調器 ３１…基板 ３２ａ，３２ｂ、３３ａ〜３３ｄ…光導波路 ３４ａ〜３４ｄ…溝 ３５ａ，３５ｄ…光学素子としての半透過反射膜 ３５ｂ，３５ｃ…反射膜 ３６ａ〜３６ｃ…電極

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Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板（１１）と、 上記基板（１１）に形成された第１の光導波路（１２）
   と、 上記基板（１１）に上記第１の光導波路（１２）と所定
   の角度をもって交差するように形成された第２の光導波
   路（１３）と、 上記基板（１１）の少なくとも上記第１の光導波路（１
   ２）と上記第２の光導波路（１３）との交差領域に形成
   された溝（１４）と、 少なくとも上記溝（１４）の上記第１の光導波路（１
   ２）と上記第２の光導波路（１３）との交差領域におけ
   る一側面（１４ａ）に設けられ、第１の光導波路（１２
   ａ）を導波された入射光の一部を透過させて当該第１の
   光導波路（１２ｂ）に導波させるとともに、上記入射光
   の一部を反射して上記第２の光導波路（１３）に導波さ
   せる光学素子（１５）とを有する光分岐導波路。
2. 【請求項２】 上記溝と光導波路とは、上記第１の光導
   波路から入射された光の上記光学素子による光反射角度
   と、上記第２の光導波路が上記第１の光導波路となす角
   度とが一致するように形成されている請求項１記載の光
   分岐導波路。
3. 【請求項３】 上記光学素子は、導波光に対して透明な
   有機フィルムに光学薄膜が形成されて構成されている請
   求項１または２記載の光分岐導波路。
4. 【請求項４】 上記光学素子は、導波光に対して透明な
   無機材料からなる薄板に光学薄膜が形成されて構成され
   ている請求項１または２記載の光分岐導波路。
5. 【請求項５】 上記光学薄膜は、多層干渉膜または金属
   膜である請求項４または５記載の光分岐導波路。
6. 【請求項６】 上記基板は、電気光学効果を有する部材
   からなる請求項１〜５のいずれかに記載の光分岐導波
   路。
7. 【請求項７】 上記基板は、圧電効果を有する部材から
   なる請求項１〜６のいずれかに記載の光分岐導波路。
8. 【請求項８】 上記光学素子の光を透過および反射させ
   る光分岐比が１：１である請求項１〜７のいずれかに記
   載の光分岐導波路。
9. 【請求項９】 請求項１〜８に記載の光分岐導波路を少
   なくとも一組有し、その入力部または出力部の少なくと
   も一つの光導波路に他の光分岐導波路の光導波路を接続
   した光導波路回路。
10. 【請求項１０】 請求項７に記載の光分岐導波路を少な
    くとも一組有し、光導波路の一部に電気光学効果を発現
    させる電界を印加するための電極を有する光導波路回
    路。
11. 【請求項１１】 請求項８に記載の光分岐導波路を少な
    くとも一組有し、光導波路の一部に圧電効果を発現させ
    る電界を印加するための電極を有する光導波路回路。
12. 【請求項１２】 請求項５に記載の光分岐導波路の製造
    方法であって、 上記光学素子は、溝形成後、当該溝の一側面に形成され
    るように上記基板を傾斜させて蒸着またはスパッタリン
    グを行うことにより形成する光分岐導波路の製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項５に記載の光分岐導波路の製造
    方法であって、 あらかじめ基板の表面に剥離可能な膜を形成し、 上記溝を形成した後、 当該溝の一側面に光学素子が形成されるように上記基板
    を傾斜させて蒸着またはスパッタリングを行い、 その後、基板表面の上記剥離可能な膜を剥離除去するこ
    とで、基板表面に形成された蒸着またはスパッタリング
    膜を除去する光分岐導波路の製造方法。