JPH11287916A - 光導波路素子 - Google Patents
光導波路素子Info
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- JPH11287916A JPH11287916A JP10089020A JP8902098A JPH11287916A JP H11287916 A JPH11287916 A JP H11287916A JP 10089020 A JP10089020 A JP 10089020A JP 8902098 A JP8902098 A JP 8902098A JP H11287916 A JPH11287916 A JP H11287916A
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- JP
- Japan
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- optical waveguide
- core
- phase
- refractive index
- polysilane
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光導波路に機能を付与するための位相調整や
導波路間に生じる微小の位相ずれを、簡易に、高精度
に、かつ位相調整量を大きく、調整することのできる光
導波路素子を提供する。 【解決手段】 基板上に形成された光を導波するコア
と、該コアの周りに配置され該コアより屈折率の低いク
ラッドとを有する光導波路素子において、前記コアを横
切るように切り込み溝を形成するとともに、該切り込み
溝内にアモルファス状有機ポリシランを少なくとも主量
とした有機ポリシランを充填する。
導波路間に生じる微小の位相ずれを、簡易に、高精度
に、かつ位相調整量を大きく、調整することのできる光
導波路素子を提供する。 【解決手段】 基板上に形成された光を導波するコア
と、該コアの周りに配置され該コアより屈折率の低いク
ラッドとを有する光導波路素子において、前記コアを横
切るように切り込み溝を形成するとともに、該切り込み
溝内にアモルファス状有機ポリシランを少なくとも主量
とした有機ポリシランを充填する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信の分野で用
いられる光素子に関するものであって、さらに詳しく
は、位相調整機能を有する光導波路素子に関するもので
ある。
いられる光素子に関するものであって、さらに詳しく
は、位相調整機能を有する光導波路素子に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】光導波回路と呼称されるものには、単に
光を導波するだけでなく、光回路を形成して種々の機能
を持たせた光導波路素子がある。このような光導波路素
子には、例えば、３ｄＢカプラ、ＭＺ（マッハツェンダ
ー）形干渉計光スイッチ、アレイ形光導波路、リングレ
ーザなどがある。また、これらを混載した多機能型の光
導波路素子も開発されている。
光を導波するだけでなく、光回路を形成して種々の機能
を持たせた光導波路素子がある。このような光導波路素
子には、例えば、３ｄＢカプラ、ＭＺ（マッハツェンダ
ー）形干渉計光スイッチ、アレイ形光導波路、リングレ
ーザなどがある。また、これらを混載した多機能型の光
導波路素子も開発されている。
【０００３】これらの機能性光導波路素子においては、
位相調整させる回路を組み込み、スイッチや波長フィル
タなどが作られており、位相調整は重要な役割を果たし
ている。
位相調整させる回路を組み込み、スイッチや波長フィル
タなどが作られており、位相調整は重要な役割を果たし
ている。
【０００４】従来、このような光導波路素子における位
相調整方法としては、ＮＴＴ Ｒ＆Ｄ ４３巻１１号
ｐｐ．１２８９〜１２９８（１９９４年）の論文に示さ
れているように、熱光学効果を利用したヒータによる位
相調整法が、一般的であった。また、特殊な方法として
は、レーザによるトリミングや光路長を空間的に変化さ
せる方法などが、行われている。
相調整方法としては、ＮＴＴ Ｒ＆Ｄ ４３巻１１号
ｐｐ．１２８９〜１２９８（１９９４年）の論文に示さ
れているように、熱光学効果を利用したヒータによる位
相調整法が、一般的であった。また、特殊な方法として
は、レーザによるトリミングや光路長を空間的に変化さ
せる方法などが、行われている。
【０００５】一方、最近、同一光導波路上の複雑な導波
路間の光の位相ずれが問題になっており、この位相ずれ
の調整用としての固定型の位相調整手段が、求められて
いる。
路間の光の位相ずれが問題になっており、この位相ずれ
の調整用としての固定型の位相調整手段が、求められて
いる。
【０００６】この光導波路素子における位相ずれの問題
を詳述すれば、次のようである。アレイ形光導波路素子
などの、波長の異なる光を波長毎に分割して、それぞれ
を異なった複数の光導波路へ振り分けた後、光をまとめ
て一つの光導波路へ導く光部品がある。このような光導
波路素子では、異なった回路を導波するために、光路長
の違いや、熱光学（ＴＯ）効果等により、微少な位相ず
れが生じ、問題となってきている。光導波回路における
導波路間の位相ずれは、回路が複雑になればなるほど起
こりやすく、将来の光導波回路において避けて通れない
問題である。この位相ずれは、光位相を使う光素子にと
っては重大な問題であり、各光素子毎に出口では位相を
揃えておく必要がある。
を詳述すれば、次のようである。アレイ形光導波路素子
などの、波長の異なる光を波長毎に分割して、それぞれ
を異なった複数の光導波路へ振り分けた後、光をまとめ
て一つの光導波路へ導く光部品がある。このような光導
波路素子では、異なった回路を導波するために、光路長
の違いや、熱光学（ＴＯ）効果等により、微少な位相ず
れが生じ、問題となってきている。光導波回路における
導波路間の位相ずれは、回路が複雑になればなるほど起
こりやすく、将来の光導波回路において避けて通れない
問題である。この位相ずれは、光位相を使う光素子にと
っては重大な問題であり、各光素子毎に出口では位相を
揃えておく必要がある。
【０００７】このように、光導波回路に機能性付与をす
るという目的や、光回路を導波した光の相互の位相を合
わせるという目的において、位相調整の必要性および需
要が、時が経つほどに大きくなってきている。そのよう
な状況にも拘わらず、高精度かつ簡易に位相調整を行う
方法は、現在までのところ、実用化されていない。
るという目的や、光回路を導波した光の相互の位相を合
わせるという目的において、位相調整の必要性および需
要が、時が経つほどに大きくなってきている。そのよう
な状況にも拘わらず、高精度かつ簡易に位相調整を行う
方法は、現在までのところ、実用化されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、光導波
路素子において、機能性の付与や位相ずれの解消などに
おいて、高精度でかつ位相変化量の大きな位相調整機能
は、非常に重要な役割を果たすものであり、本発明が解
決しようとする最も大きな課題は、このような高精度で
かつ位相変化量の大きな位相調整機能を、光導波路素子
へ付与することにある。
路素子において、機能性の付与や位相ずれの解消などに
おいて、高精度でかつ位相変化量の大きな位相調整機能
は、非常に重要な役割を果たすものであり、本発明が解
決しようとする最も大きな課題は、このような高精度で
かつ位相変化量の大きな位相調整機能を、光導波路素子
へ付与することにある。
【０００９】従来、位相シフトに用いられて熱光学効果
を利用した位相調整方法では、自己保持性がないため、
常に一定の電力が必要であり、そのために、高精度な電
源、電流制御器、ヒートシンクが必須である。そのため
に、制御装置が大きく、価格が高く、ヒータを導波路に
組み込む工程が必要であり、製造性が悪い、などの問題
点があった。
を利用した位相調整方法では、自己保持性がないため、
常に一定の電力が必要であり、そのために、高精度な電
源、電流制御器、ヒートシンクが必須である。そのため
に、制御装置が大きく、価格が高く、ヒータを導波路に
組み込む工程が必要であり、製造性が悪い、などの問題
点があった。
【００１０】一方、レーザトリミングによる位相調整法
では、位相変化の絶対量が小さく、適用範囲が非常に限
定され、汎用的な位相シフタとはならないという欠点が
あった。光路長の調整による位相シフトは、非常に高精
度の光路長制御が必要であり、製造上の歩留まり、設計
の容易性、汎用性の点で問題があった。
では、位相変化の絶対量が小さく、適用範囲が非常に限
定され、汎用的な位相シフタとはならないという欠点が
あった。光路長の調整による位相シフトは、非常に高精
度の光路長制御が必要であり、製造上の歩留まり、設計
の容易性、汎用性の点で問題があった。
【００１１】さらに、本発明者らが、これまでに提案し
てきた色素を屈折率変化材料に用いて照射光量によって
屈折率変化を制御する構成の位相調整機能を有する光導
波路素子では、コア上に数ミリ程度の長い作用長が必要
で、高精度な位相調整は困難であった。
てきた色素を屈折率変化材料に用いて照射光量によって
屈折率変化を制御する構成の位相調整機能を有する光導
波路素子では、コア上に数ミリ程度の長い作用長が必要
で、高精度な位相調整は困難であった。
【００１２】このように、これまで提案されてきた位相
調整法では、装置の大きさ、価格、製造性における欠点
だけでなく、高精度な制御が困難であるという欠点をも
有していた。
調整法では、装置の大きさ、価格、製造性における欠点
だけでなく、高精度な制御が困難であるという欠点をも
有していた。
【００１３】光導波路素子において、導波光の位相を制
御するためには、屈折率変化が大きい必要がある。屈折
率変化に伴う位相変化量は、
御するためには、屈折率変化が大きい必要がある。屈折
率変化に伴う位相変化量は、
【００１４】
【数１】 Δφ＝２π・Δｎ・Ｌ／λ （１） である。ここで、Δφは位相変化量、Δｎは屈折率変化
量、Ｌは屈折率変化の作用長、λは導波光波長である。
導波光の位相を制御するには、位相調整量は最大２π必
要である。そのために必要な屈折率変化量は、上記式
（１）に位相変化量（Δφ）として２πを、作用長つま
り屈折率変化材料を充填する溝幅として２０μｍを仮定
すると、波長１．５５μｍでは約０．０８であることが
分かる。
量、Ｌは屈折率変化の作用長、λは導波光波長である。
導波光の位相を制御するには、位相調整量は最大２π必
要である。そのために必要な屈折率変化量は、上記式
（１）に位相変化量（Δφ）として２πを、作用長つま
り屈折率変化材料を充填する溝幅として２０μｍを仮定
すると、波長１．５５μｍでは約０．０８であることが
分かる。
【００１５】さらに、上記式（１）から分かるように、
作用長（溝幅）を大きくすると、位相変化量は大きくな
るが、この場合、溝幅を大きくすることになるので、光
の導波損失が大きくなり、実用的には最大で３０〜５０
μｍ程度である。このため、最大２πの位相変化を示す
には、屈折率変化材料に対して約０．０３以上の屈折率
変化が求められる。
作用長（溝幅）を大きくすると、位相変化量は大きくな
るが、この場合、溝幅を大きくすることになるので、光
の導波損失が大きくなり、実用的には最大で３０〜５０
μｍ程度である。このため、最大２πの位相変化を示す
には、屈折率変化材料に対して約０．０３以上の屈折率
変化が求められる。
【００１６】また、導波光の位相を正確に制御するため
には、屈折率を精度よく調整する必要がある。例えば、
作用長２０μｍ、波長１．５５μｍで、位相調整の精度
を±１°としたとき、屈折率の制御精度は±２×１０-4
である。位相調整の許容度は±１°以下と見込まれるた
め、屈折率の調整は高精度に制御する必要がある。
には、屈折率を精度よく調整する必要がある。例えば、
作用長２０μｍ、波長１．５５μｍで、位相調整の精度
を±１°としたとき、屈折率の制御精度は±２×１０-4
である。位相調整の許容度は±１°以下と見込まれるた
め、屈折率の調整は高精度に制御する必要がある。
【００１７】したがって、本発明の課題は、光導波路に
機能を付与するための位相調整や導波路間に生じる微小
の位相ずれを、簡易に、高精度に、かつ位相調整量を大
きく、調整することのできる光導波路素子を提供するこ
とにある。
機能を付与するための位相調整や導波路間に生じる微小
の位相ずれを、簡易に、高精度に、かつ位相調整量を大
きく、調整することのできる光導波路素子を提供するこ
とにある。
【００１８】さらに、位相調整材料は光素子の光路中ま
たは近傍に搭載するため、透過光に対して透明かつ散乱
を起こさないことが必要となる。従来のポリシランでは
結晶性があるため、搭載時や光照射時に微結晶化しやす
く、散乱による透過光強度の変化が生じ、実用上問題が
あった。このような位相調整材料における問題点を解決
した光導波路素子を提供することも、本発明の課題であ
る。
たは近傍に搭載するため、透過光に対して透明かつ散乱
を起こさないことが必要となる。従来のポリシランでは
結晶性があるため、搭載時や光照射時に微結晶化しやす
く、散乱による透過光強度の変化が生じ、実用上問題が
あった。このような位相調整材料における問題点を解決
した光導波路素子を提供することも、本発明の課題であ
る。
【００１９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の請求項１の光導波路素子は、基板上に形成
された光を導波するコアと該コアの周りに配置され該コ
アより屈折率の低いクラッドとを有する光導波回路に前
記コアを横切るように切り込み溝が形成されるととも
に、該切り込み溝内に位相調整用の有機ポリシランが充
填されてなる光導波路素子であって、前記有機ポリシラ
ンはアモルファス状有機ポリシランを含有することを特
徴とする。
に、本発明の請求項１の光導波路素子は、基板上に形成
された光を導波するコアと該コアの周りに配置され該コ
アより屈折率の低いクラッドとを有する光導波回路に前
記コアを横切るように切り込み溝が形成されるととも
に、該切り込み溝内に位相調整用の有機ポリシランが充
填されてなる光導波路素子であって、前記有機ポリシラ
ンはアモルファス状有機ポリシランを含有することを特
徴とする。
【００２０】また、本発明の請求項２の光導波路素子
は、前記請求項１の光導波路素子において、前記切り込
み溝に充填されている有機ポリシランがすべてアモルフ
ァス状有機ポリシランであることを特徴とする。
は、前記請求項１の光導波路素子において、前記切り込
み溝に充填されている有機ポリシランがすべてアモルフ
ァス状有機ポリシランであることを特徴とする。
【００２１】また、本発明の請求項３の光導波路素子
は、前記請求項１または２の光導波路素子において、前
記アモルファス状ポリシランが、下記化学式；
は、前記請求項１または２の光導波路素子において、前
記アモルファス状ポリシランが、下記化学式；
【００２２】
【化２】（ＣＨ3 Ｓｉ）n ・［ＣＨ3 （ｉ−Ｃ3 Ｈ7
Ｏ）Ｓｉ］m （式中、ｎ，ｍは自然数）で示される化合物であること
を特徴とする。
Ｏ）Ｓｉ］m （式中、ｎ，ｍは自然数）で示される化合物であること
を特徴とする。
【００２３】さらに、本発明の請求項４の光導波路素子
は、前記請求項１ないし３のいずれかの位相調整可能な
光導波路素子において、前記光導波回路が非対称マッハ
ツェンダー形干渉計であって、前記溝が前記非対称マッ
ハツェンダー形干渉計の長手アームに形成されているこ
とを特徴とする。
は、前記請求項１ないし３のいずれかの位相調整可能な
光導波路素子において、前記光導波回路が非対称マッハ
ツェンダー形干渉計であって、前記溝が前記非対称マッ
ハツェンダー形干渉計の長手アームに形成されているこ
とを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】前述のように、本発明の光導波路
素子は、位相ずれを簡易かつ高精度に調整するために、
基板上に形成された光を導波するコアと該コアの周りに
配置され該コアより屈折率の低いクラッドとを有する光
導波回路に前記コアを光の導波方向に対して横切る切り
込み溝が形成されるとともに、該切り込み溝内に位相調
整用の有機ポリシランが充填されてなる光導波路素子で
あって、前記切り込み溝に充填されている有機ポリシラ
ンがアモルファス状有機ポリシランを含有することを特
徴としている。
素子は、位相ずれを簡易かつ高精度に調整するために、
基板上に形成された光を導波するコアと該コアの周りに
配置され該コアより屈折率の低いクラッドとを有する光
導波回路に前記コアを光の導波方向に対して横切る切り
込み溝が形成されるとともに、該切り込み溝内に位相調
整用の有機ポリシランが充填されてなる光導波路素子で
あって、前記切り込み溝に充填されている有機ポリシラ
ンがアモルファス状有機ポリシランを含有することを特
徴としている。
【００２５】ここで、本願発明の特徴である光導波路素
子の切り込み溝部分の一般的な構造を、図１に示す。
子の切り込み溝部分の一般的な構造を、図１に示す。
【００２６】図１において、１１はクラッド部およびコ
ア部の一部をくり抜いて形成した切り込み溝、１２は光
が導波するコア部、１３はコア部より屈折率の小さいク
ラッド部、１４は基板を示す。
ア部の一部をくり抜いて形成した切り込み溝、１２は光
が導波するコア部、１３はコア部より屈折率の小さいク
ラッド部、１４は基板を示す。
【００２７】切り込み溝１１は、コア部１２を横切るよ
うに形成され、溝幅は２μｍから５０μｍ程度である。
溝１１の深さはクラッド上部から始まってコア部１２の
最下部より深くなっていればよく、一般的な光導波回路
では１０μｍ以上である。また、光導波回路の材料は、
石英、半導体、有機ポリマのいずれでもよく、基板は、
シリコン、石英、半導体等のいずれでもよい。
うに形成され、溝幅は２μｍから５０μｍ程度である。
溝１１の深さはクラッド上部から始まってコア部１２の
最下部より深くなっていればよく、一般的な光導波回路
では１０μｍ以上である。また、光導波回路の材料は、
石英、半導体、有機ポリマのいずれでもよく、基板は、
シリコン、石英、半導体等のいずれでもよい。
【００２８】屈折率変化材料である有機ポリシランは、
光酸化反応によりＳｉ−Ｓｉ鎖がＳｉＯ−Ｓｉ鎖に変換
されて屈折率が低下することが、知られている。切断を
起こし、例えば、ポリ（ヘキシルシリン）では、光酸化
反応により屈折率が１．６３から１．５５に低下する
（L. A. Hornak et al. J. Appl. Phys. 67, 2235(199
0) ）。この有機ポリシランの屈折率変化は、これまで
の光照射による種々の屈折率変化材料に比べて１桁近く
大きく、位相調整材料として非常に有用であることが分
かった。
光酸化反応によりＳｉ−Ｓｉ鎖がＳｉＯ−Ｓｉ鎖に変換
されて屈折率が低下することが、知られている。切断を
起こし、例えば、ポリ（ヘキシルシリン）では、光酸化
反応により屈折率が１．６３から１．５５に低下する
（L. A. Hornak et al. J. Appl. Phys. 67, 2235(199
0) ）。この有機ポリシランの屈折率変化は、これまで
の光照射による種々の屈折率変化材料に比べて１桁近く
大きく、位相調整材料として非常に有用であることが分
かった。
【００２９】また、この有機ポリシランの屈折率変化
は、Ｓｉ−Ｓｉ結合鎖の光酸化反応による屈折率変化で
あるため、非可逆でかつ非常に安定性が高い。このこと
は、この有機ポリシランを用いれば、信頼性の高い光部
品が得られることを示している。また、この有機ポリシ
ランを用いた光導波路素子は、上述のように光照射によ
るＳｉ−Ｓｉ結合鎖の光酸化反応により位相調整するた
め、従来のＴＯ効果やレーザトリミングによる位相調整
に比べ、素子構造が簡易で、かつ位相調整が容易であ
る。また、光照射により生じた化学変化は、非可逆であ
るので、ＴＯスイッチのように状態を保持する電力等は
不要である。
は、Ｓｉ−Ｓｉ結合鎖の光酸化反応による屈折率変化で
あるため、非可逆でかつ非常に安定性が高い。このこと
は、この有機ポリシランを用いれば、信頼性の高い光部
品が得られることを示している。また、この有機ポリシ
ランを用いた光導波路素子は、上述のように光照射によ
るＳｉ−Ｓｉ結合鎖の光酸化反応により位相調整するた
め、従来のＴＯ効果やレーザトリミングによる位相調整
に比べ、素子構造が簡易で、かつ位相調整が容易であ
る。また、光照射により生じた化学変化は、非可逆であ
るので、ＴＯスイッチのように状態を保持する電力等は
不要である。
【００３０】前記切り込み溝１１は、上述のように、
幅、深さともに小さいため、有機ポリシラン溶液の粘度
を小さくすると、表面張力で容易に充填することができ
る。その後、充填した有機ポリシランの溶媒を注意深く
飛ばしながら、有機ポリシランの固体を形成していく。
この時に、通常の有機ポリシランでは固体形成時に切り
込み溝内の膜に微結晶が生成し、散乱を生じ、光導波損
失が大きくなる。
幅、深さともに小さいため、有機ポリシラン溶液の粘度
を小さくすると、表面張力で容易に充填することができ
る。その後、充填した有機ポリシランの溶媒を注意深く
飛ばしながら、有機ポリシランの固体を形成していく。
この時に、通常の有機ポリシランでは固体形成時に切り
込み溝内の膜に微結晶が生成し、散乱を生じ、光導波損
失が大きくなる。
【００３１】このような問題を解決するために、本発明
者らは、鋭意検討を重ねた結果、アモルファス性が高い
ポリシランが、切り込み溝１１に充填し固体形成したと
き、膜中に微結晶の生成が少なく、かつ光照射による屈
折率変化量が大きいことを見いだし、位相調整用材料と
して特に有用であることが分かった。この場合、切り込
み溝１１に充填する有機ポリシランの全てがアモルファ
ス状の有機シランであれば、好ましいことは確かである
が、切り込み溝１１内の有機ポリシランが、全てアモル
ファス状の有機ポリシランでなく、少量の他の有機ポリ
シランが含まれていても、実用上問題は生じない場合が
ある。現時点で、実用上効果をあげるためには、溝１１
の充填量のうちアモルファス状有機ポリシランが占める
割合の限界量がどの程度である必要があるかは、成膜工
程の条件などによっても異なり、定量的に判明していな
い。
者らは、鋭意検討を重ねた結果、アモルファス性が高い
ポリシランが、切り込み溝１１に充填し固体形成したと
き、膜中に微結晶の生成が少なく、かつ光照射による屈
折率変化量が大きいことを見いだし、位相調整用材料と
して特に有用であることが分かった。この場合、切り込
み溝１１に充填する有機ポリシランの全てがアモルファ
ス状の有機シランであれば、好ましいことは確かである
が、切り込み溝１１内の有機ポリシランが、全てアモル
ファス状の有機ポリシランでなく、少量の他の有機ポリ
シランが含まれていても、実用上問題は生じない場合が
ある。現時点で、実用上効果をあげるためには、溝１１
の充填量のうちアモルファス状有機ポリシランが占める
割合の限界量がどの程度である必要があるかは、成膜工
程の条件などによっても異なり、定量的に判明していな
い。
【００３２】前述のアモルファス状有機ポリシランとし
て、具体的には、前記化学式（１）で示される化合物が
好適である。このアモルファス状有機ポリシランは、有
機ポリシランにおいて側鎖にイソプロピルオキシ基を導
入することにより、特に高い屈折率変化と良好な膜質を
示すことを見いだし、特定に至ったものである。
て、具体的には、前記化学式（１）で示される化合物が
好適である。このアモルファス状有機ポリシランは、有
機ポリシランにおいて側鎖にイソプロピルオキシ基を導
入することにより、特に高い屈折率変化と良好な膜質を
示すことを見いだし、特定に至ったものである。
【００３３】このように切り込み溝１１に充填する有機
ポリシランは、アモルファス状のポリシランであるの
で、透明性がよく、安定しており、放置していても、微
結晶粒の発生などの問題が生じない。その中でも特に、
構造式が、（ＭｅＳｉ）n ・［Ｍｅ（ｉ−ＰｒＯ）Ｓ
ｉ］m （式中、Ｍｅはメチル基ＣＨ3 の略称であり、Ｐ
ｒＯはイソプロピルオキシ基Ｃ3 Ｈ7 Ｏの略称であ
る）、すなわち、（ＣＨ3 Ｓｉ）n ・［ＣＨ3 （ｉ−Ｃ
3 Ｈ7 Ｏ）Ｓｉ］m であるアモルファス状ポリシラン
は、散乱の少ない膜質を形成し、かつ紫外光照射によっ
て位相調整に十分な屈折率変化が生じる。
ポリシランは、アモルファス状のポリシランであるの
で、透明性がよく、安定しており、放置していても、微
結晶粒の発生などの問題が生じない。その中でも特に、
構造式が、（ＭｅＳｉ）n ・［Ｍｅ（ｉ−ＰｒＯ）Ｓ
ｉ］m （式中、Ｍｅはメチル基ＣＨ3 の略称であり、Ｐ
ｒＯはイソプロピルオキシ基Ｃ3 Ｈ7 Ｏの略称であ
る）、すなわち、（ＣＨ3 Ｓｉ）n ・［ＣＨ3 （ｉ−Ｃ
3 Ｈ7 Ｏ）Ｓｉ］m であるアモルファス状ポリシラン
は、散乱の少ない膜質を形成し、かつ紫外光照射によっ
て位相調整に十分な屈折率変化が生じる。
【００３４】
【実施例】本発明の光導波路素子における位相調整効果
を、非対称マッハツェンダー形干渉計を用いて、説明す
る。
を、非対称マッハツェンダー形干渉計を用いて、説明す
る。
【００３５】図２は、本実施例に用いた非対称マッハツ
ェンダー形干渉計の平面構成図であり、図中、符号２１
は切り込み溝、２２はマッハツェンダー形干渉計のアー
ム部を構成するコア、２３はクラッド部、２４は溝２１
に充填されたポリシラン、２５，２５′は３ｄＢカップ
ラ、２６，２６′，２７，２７′は入出力部である。図
２に示すように、光路長差１５μｍ（ＦＳＲ＝４ｎｍ、
１．５μｍ）の非対称型マッハツェンダー形干渉計の両
アームの内の光路長の長いほうのアームに、ダイシング
ソーを用いて、幅２０μｍ、深さ３０μｍの溝２１を作
製した。次に、ポリシラン２４として、化学式（１）の
化合物（ＣＨ3 Ｓｉ）n ・［ＣＨ3 （ｉ−Ｃ3 Ｈ7 Ｏ）
Ｓｉ］m をアセトンに１０重量％溶解して得た塗布液
を、前記溝２１に充填し、５０℃で約３時間アニールし
た後、さらに１００℃で３時間加熱した。
ェンダー形干渉計の平面構成図であり、図中、符号２１
は切り込み溝、２２はマッハツェンダー形干渉計のアー
ム部を構成するコア、２３はクラッド部、２４は溝２１
に充填されたポリシラン、２５，２５′は３ｄＢカップ
ラ、２６，２６′，２７，２７′は入出力部である。図
２に示すように、光路長差１５μｍ（ＦＳＲ＝４ｎｍ、
１．５μｍ）の非対称型マッハツェンダー形干渉計の両
アームの内の光路長の長いほうのアームに、ダイシング
ソーを用いて、幅２０μｍ、深さ３０μｍの溝２１を作
製した。次に、ポリシラン２４として、化学式（１）の
化合物（ＣＨ3 Ｓｉ）n ・［ＣＨ3 （ｉ−Ｃ3 Ｈ7 Ｏ）
Ｓｉ］m をアセトンに１０重量％溶解して得た塗布液
を、前記溝２１に充填し、５０℃で約３時間アニールし
た後、さらに１００℃で３時間加熱した。
【００３６】１．４５μｍ〜１．５８μｍの出力波長を
持つ波長可変レーザを光源とし、このレーザ光を非対称
型マッハツェンダー形干渉計の入力ポートに入射し、入
力ポートに対してクロスの出力ポートの光出力を光パワ
ーメータで測定した。波長を走引し、光照射前後での出
力ピークの波長変動幅から位相変化量を求めた。
持つ波長可変レーザを光源とし、このレーザ光を非対称
型マッハツェンダー形干渉計の入力ポートに入射し、入
力ポートに対してクロスの出力ポートの光出力を光パワ
ーメータで測定した。波長を走引し、光照射前後での出
力ピークの波長変動幅から位相変化量を求めた。
【００３７】光照射は、１００Ｗのキセノン光を３６５
ｎｍの干渉フィルタ（半値幅１０ｎｍ）で分光した後、
集光レンズ、ピンホールで、５０μｍ径に絞り、最大６
０分間行った。この時の光強度は、２７０ｍＷ／ｃｍ2
であった。
ｎｍの干渉フィルタ（半値幅１０ｎｍ）で分光した後、
集光レンズ、ピンホールで、５０μｍ径に絞り、最大６
０分間行った。この時の光強度は、２７０ｍＷ／ｃｍ2
であった。
【００３８】溝２１に充填したポリシラン２４の膜は、
目視およびレーザ透過によっても、散乱は見られず、光
路中に挿入する材料として、良好な膜質であることが分
かった。
目視およびレーザ透過によっても、散乱は見られず、光
路中に挿入する材料として、良好な膜質であることが分
かった。
【００３９】この光導波路素子における位相変化量の測
定結果を図３に示す。図３（ａ）は光照射時間が、０
分、１０分、６０分において、波長走引したときの非対
称マッハツェンダー形干渉計の出力をモニタした結果
を、波長１．５４５μｍ〜１．５５５μｍの範囲で示し
たものである。光照射とともに波形が低波長側にシフト
していることから、光照射により屈折率が低下している
ことが、分かる。
定結果を図３に示す。図３（ａ）は光照射時間が、０
分、１０分、６０分において、波長走引したときの非対
称マッハツェンダー形干渉計の出力をモニタした結果
を、波長１．５４５μｍ〜１．５５５μｍの範囲で示し
たものである。光照射とともに波形が低波長側にシフト
していることから、光照射により屈折率が低下している
ことが、分かる。
【００４０】図３（ａ）から得られた位相ずれを照射時
間０分〜６０分においてまとめた結果が、図３（ｂ）で
ある。図３（ｂ）から分かるように、照射前に比べ最大
２π以上の位相変化を示し、かつ位相変化量が２π近く
まで光照射量に対して比例していることが、分かる。
間０分〜６０分においてまとめた結果が、図３（ｂ）で
ある。図３（ｂ）から分かるように、照射前に比べ最大
２π以上の位相変化を示し、かつ位相変化量が２π近く
まで光照射量に対して比例していることが、分かる。
【００４１】また、この光導波路素子をエポキシ樹脂で
封止し、１００℃で、１００時間以上加熱し、加熱後の
位相変化を調べたが、加熱前とほとんど変化が見られ
ず、熱的に非常に安定であることが、分かった。
封止し、１００℃で、１００時間以上加熱し、加熱後の
位相変化を調べたが、加熱前とほとんど変化が見られ
ず、熱的に非常に安定であることが、分かった。
【００４２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、光
導波路素子内に発生する導波路間の位相ずれを簡易にか
つ高精度に調整し、光導波路のアクティブな機能を最大
限に引き出すことができる。
導波路素子内に発生する導波路間の位相ずれを簡易にか
つ高精度に調整し、光導波路のアクティブな機能を最大
限に引き出すことができる。
【図１】本発明で用いられる屈折率変化材料を充填する
溝と光導波路の構造を透視して示した光素子の斜視図で
ある。
溝と光導波路の構造を透視して示した光素子の斜視図で
ある。
【図２】実施例１に用いた非対称マッハツェンダー形干
渉計の上面図である。
渉計の上面図である。
【図３】（ａ）は光照射に伴う非対称マッハツェンダー
形干渉計の出力の波長依存性を示すグラフであって、縦
軸は非対称マッハツェンダー形干渉計の一方の出力であ
り、横軸は波長である。図中（１）は光照射前、（２）
は１０分照射後、（３）は６０分照射後の出力の波長依
存性である。（ｂ）はその実験結果を位相変化と照射時
間の関係としてまとめたグラフで、縦軸は位相変化量
（πラジアン）であり、横軸は照射時間（分）である。
形干渉計の出力の波長依存性を示すグラフであって、縦
軸は非対称マッハツェンダー形干渉計の一方の出力であ
り、横軸は波長である。図中（１）は光照射前、（２）
は１０分照射後、（３）は６０分照射後の出力の波長依
存性である。（ｂ）はその実験結果を位相変化と照射時
間の関係としてまとめたグラフで、縦軸は位相変化量
（πラジアン）であり、横軸は照射時間（分）である。
１１ 屈折率変化材料を充填する溝 １２ 光導波回路のコア部 １３ コア部より屈折率の小さいクラッド部 １４ 基板 ２１ 光導波回路基板に入れられた切り込み溝 ２２ マッハツェンダー形干渉計のアーム部を成すコア ２３ クラッド部 ２４ 溝に充填されたポリシラン ２５，２５′ ３ｄＢカップラ ２６，２６′，２７，２７′ 本導波路素子の入出力部
フロントページの続き (72)発明者 横山 健児 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 壁田 桂次 東京都港区六本木６丁目２番31号 東芝シ リコーン株式会社内 (72)発明者 若松 茂 東京都港区六本木６丁目２番31号 東芝シ リコーン株式会社内 (72)発明者 今井 高史 東京都港区六本木６丁目２番31号 東芝シ リコーン株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上に形成された光を導波するコアと
該コアの周りに配置され該コアより屈折率の低いクラッ
ドとを有する光導波回路に前記コアを横切るように切り
込み溝が形成されるとともに、該切り込み溝内に位相調
整用の有機ポリシランが充填されてなる光導波路素子で
あって、 前記有機ポリシランがアモルファス状有機ポリシランを
含有することを特徴とする位相調整可能な光導波路素
子。 - 【請求項２】 前記切り込み溝内に充填されている有機
ポリシランが全てアモルファス状有機ポリシランである
ことを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子。 - 【請求項３】 前記アモルファス状ポリシランが、下記
化学式； 【化１】（ＣＨ3 Ｓｉ）n ・［ＣＨ3 （ｉ−Ｃ3 Ｈ7
Ｏ）Ｓｉ］m （式中、ｎ，ｍは自然数）で示される化合物であること
を特徴とする請求項１または２に記載の光導波路素子。 - 【請求項４】 前記光導波回路が非対称マッハツェンダ
ー形干渉計であって、前記切り込み溝が前記非対称マッ
ハツェンダー形干渉計の長手アームに形成されているこ
とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光
導波路素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10089020A JPH11287916A (ja) | 1998-04-01 | 1998-04-01 | 光導波路素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10089020A JPH11287916A (ja) | 1998-04-01 | 1998-04-01 | 光導波路素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11287916A true JPH11287916A (ja) | 1999-10-19 |
Family
ID=13959237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10089020A Withdrawn JPH11287916A (ja) | 1998-04-01 | 1998-04-01 | 光導波路素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11287916A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6830818B2 (en) | 2001-04-13 | 2004-12-14 | Hitachi Cable, Ltd. | Polymer material and polymer film |
| JP2005321733A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 可飽和吸収体内蔵光学装置 |
| US7035518B2 (en) | 2001-04-13 | 2006-04-25 | Hitachi Cable, Ltd. | Polymer waveguides and process for producing the same |
| US7447400B2 (en) | 2005-08-26 | 2008-11-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical waveguide substrate and method of fabricating the same |
| US7496256B2 (en) | 2006-08-04 | 2009-02-24 | Keio University | Diffraction grating and dispersion compensation circuit |
-
1998
- 1998-04-01 JP JP10089020A patent/JPH11287916A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6830818B2 (en) | 2001-04-13 | 2004-12-14 | Hitachi Cable, Ltd. | Polymer material and polymer film |
| US7035518B2 (en) | 2001-04-13 | 2006-04-25 | Hitachi Cable, Ltd. | Polymer waveguides and process for producing the same |
| JP2005321733A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 可飽和吸収体内蔵光学装置 |
| US7447400B2 (en) | 2005-08-26 | 2008-11-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical waveguide substrate and method of fabricating the same |
| US7496256B2 (en) | 2006-08-04 | 2009-02-24 | Keio University | Diffraction grating and dispersion compensation circuit |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |