JPH1138253A - Optical waveguide device and its manufacturing method - Google Patents

Optical waveguide device and its manufacturing method

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JPH1138253A
JPH1138253A JP19725097A JP19725097A JPH1138253A JP H1138253 A JPH1138253 A JP H1138253A JP 19725097 A JP19725097 A JP 19725097A JP 19725097 A JP19725097 A JP 19725097A JP H1138253 A JPH1138253 A JP H1138253A
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JP
Japan
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region
core
refractive index
optical waveguide
clad
Prior art date
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Application number
JP19725097A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideyori Sasaoka
英資 笹岡
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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 provide an optical waveguide device, in which the bending loss does not increase even though the size is reduced, and to provide a manufacturing method of the device. SOLUTION: In the device, clad glass layers 2a and 2b, which are to become the clad, are provided on a substrate 3 and the optical waveguide, into which a core 1 having a refractive index higher than the refractive index of the clad glass, is buried. The core 1 of the optical waveguide is bent with prescribed radii of curvatures Ra and Rb . In a first region I, the ratio of the differences of the refractive indexes of the core 1 and the layers 2a and 2b has a prescribed value. In a second region II, the core 1 is bent with a radius of curvature Rc , which is larger than the radius of curvature of the region I, and a straight shape portion exists in which the ratio of the differences of the refractive indexes of the core and the clad is smaller than the one in the region I and the portion is continuously formed on both sides of the region I.

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、光回路素子を小型
に構成することのできる光導波路装置及びその製造方法
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 device capable of miniaturizing an optical circuit element and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光ファイバ通信の進展に伴い、ネ
ットワークの複雑化や信号波長の多重化等が進行し、シ
ステム構成は高度化しつつある。このような光ファイバ
通信システムでは、光回路素子の重要性が増大してい
る。光回路素子の一つとしての光導波路装置は、小型で
挿入損失が小さいこと等の利点を有している。例えば、
図7に示すように、基板52に設けられた光分岐回路5
0と、光分岐回路50に信号光をガイドする光伝送路5
1とからなる光導波路装置が知られている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the development of optical fiber communication, network complexity and multiplexing of signal wavelengths have been advanced, and the system configuration has been advanced. In such an optical fiber communication system, the importance of an optical circuit element is increasing. The optical waveguide device as one of the optical circuit elements has advantages such as small size and small insertion loss. For example,
As shown in FIG. 7, the optical branching circuit 5 provided on the substrate 52
0, an optical transmission line 5 for guiding the signal light to the optical branching circuit 50
1 is known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】図7に示すように、光
伝送路51が曲率半径Rの曲げ部を有する場合は、光伝
送路51の伝送損失を増加させないためには最小曲率半
径Rmin(略30mmである)が必要となり、このよう
な曲率半径を設けたのでは小型化の目的に反することに
なる。一方、曲げ損失を低減する手段としては、コアと
クラッド間の比屈折率差を大きくすることが有効であ
る。しかし、コアとクラッド間の比屈折率差を大きくす
ると、通常使用される光ファイバとの界分布の不整合が
大きくなり、光導波路と光ファイバとの接続損失が増加
する。このように従来技術では、小型光導波路を実現す
る場合、曲げ損失の低減と光ファイバとの接続損失の低
減の両立が困難であった。
As shown in FIG. 7, when the optical transmission line 51 has a bent portion with a radius of curvature R, the minimum radius of curvature R min is required to prevent the transmission loss of the optical transmission line 51 from increasing. (Approximately 30 mm), and providing such a radius of curvature is against the purpose of miniaturization. On the other hand, as a means for reducing the bending loss, it is effective to increase the relative refractive index difference between the core and the clad. However, when the relative refractive index difference between the core and the cladding is increased, the field distribution mismatch between the core and the cladding increases, and the connection loss between the optical waveguide and the optical fiber increases. As described above, in the prior art, when realizing a small optical waveguide, it is difficult to achieve both a reduction in bending loss and a reduction in connection loss with an optical fiber.

【0004】そこで本発明の目的は、かかる問題を解決
して、小型化しても、曲げ損失が増加しない光導波路装
置およびその製造方法を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such a problem and to provide an optical waveguide device which does not increase bending loss even if it is miniaturized, and a method of manufacturing the same.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明に係わる光導波路
装置は、基板上にクラッドとなるべきクラッドガラス層
が設けられ、クラッドガラス層中にクラッドガラスより
高屈折率のコアが埋め込まれた光導波路を備える光導波
路装置において、光導波路は、所定の曲率半径で屈曲す
ると共に、コアとクラッドとの比屈折率差が所定の大き
さを有する第1領域と、第1領域より大きい曲率半径で
屈曲し、または直線状であって、第1領域よりコアとク
ラッドとの比屈折率差が小さく、第1領域の両側に連続
的に形成された第2領域とからなるコアを有することを
特徴とする。
An optical waveguide device according to the present invention comprises an optical waveguide device having a clad glass layer to be a clad provided on a substrate and a core having a higher refractive index than the clad glass embedded in the clad glass layer. In the optical waveguide device including the waveguide, the optical waveguide is bent at a predetermined radius of curvature, and a first region in which a relative refractive index difference between the core and the clad has a predetermined size, and a radius of curvature larger than the first region. A core that is bent or linear and has a smaller relative refractive index difference between the core and the cladding than the first region, and has a second region continuously formed on both sides of the first region. And

【0006】本発明の光導波路装置によれば、第1領域
のコアとクラッドとの比屈折率差がその両側に配置され
た第2領域のコアとクラッドとの比屈折率差より大きく
形成されているので、比屈折率差の大きい第1領域に曲
げ半径の小さい光導波路を形成しても、曲げによる損失
の増大を抑制することができ、同時に、小型の光導波路
装置を得ることができる。
According to the optical waveguide device of the present invention, the relative refractive index difference between the core and the clad in the first region is formed larger than the relative refractive index difference between the core and the clad in the second region disposed on both sides thereof. Therefore, even if an optical waveguide having a small bending radius is formed in the first region having a large relative refractive index difference, an increase in loss due to bending can be suppressed, and at the same time, a small optical waveguide device can be obtained. .

【0007】また、本発明の光導波路装置によれば、第
1領域の両側に配置された第2領域を介して信号光を入
出力することができ、第2領域の比屈折率差は第1領域
の比屈折率差のように大きくなっていないので、第2領
域の端部に光ファイバ等を接続しても比屈折率差による
反射を防止することができる。
Further, according to the optical waveguide device of the present invention, it is possible to input and output signal light through the second regions arranged on both sides of the first region, and the relative refractive index difference of the second region is equal to the second region. Since it is not as large as the relative refractive index difference in one region, even if an optical fiber or the like is connected to the end of the second region, reflection due to the relative refractive index difference can be prevented.

【0008】本発明の光導波路装置において、第1領域
のコアにX線を照射して、コアの屈折率を大きくするこ
とによって、第1領域のコアとクラッドとの比屈折率差
を第2領域のコアとクラッドとの比屈折率差より大きく
することが好ましい。コアあるいはクラッドの屈折率は
X線の照射量に比例するので、X線の照射量を調整する
ことによって所望の比屈折率差を得ることができる。
In the optical waveguide device of the present invention, the relative refractive index difference between the core and the cladding in the first region is increased by irradiating the core in the first region with X-rays to increase the refractive index of the core. It is preferable that the difference be larger than the relative refractive index difference between the core and the clad in the region. Since the refractive index of the core or the clad is proportional to the dose of X-rays, a desired relative refractive index difference can be obtained by adjusting the dose of X-rays.

【0009】反対に、第2領域のクラッドにX線を照射
して、クラッドの屈折率を大きくすることによって、第
2領域のコアとクラッドとの比屈折率差を第1領域のコ
アとクラッドとの比屈折率差より小さくしても良い。
On the other hand, the cladding in the second region is irradiated with X-rays to increase the refractive index of the cladding, thereby reducing the relative refractive index difference between the core and the cladding in the second region. May be smaller than the relative refractive index difference.

【0010】本発明に係わる光導波路装置の製造方法
は、基板上にクラッドとなるべきクラッドガラス層が形
成され、クラッドガラス層中にクラッドガラスより高屈
折率のコアが埋め込まれた光導波路を備えた光導波路装
置を製造する方法において、クラッドガラス層中に所定
の曲率半径で屈曲する第1領域と、第1領域より大きい
曲率半径で屈曲し、または直線状であって、第1領域の
両側に連続的に形成された第2領域とからなるコアを埋
め込んで光導波路を形成する第1工程と、第1領域のコ
アにX線を照射してコアの屈折率を大きく形成し、第1
領域のコアとクラッドとの比屈折率差を大きくする第2
工程とを有することを特徴とする。
A method of manufacturing an optical waveguide device according to the present invention includes an optical waveguide in which a clad glass layer to be a clad is formed on a substrate, and a core having a higher refractive index than the clad glass is embedded in the clad glass layer. A first region bent in the clad glass layer at a predetermined radius of curvature, and a first region bent at a radius of curvature larger than the first region, or a straight line, and formed on both sides of the first region. A first step of forming an optical waveguide by embedding a core composed of a second region continuously formed in the first region, and irradiating the core of the first region with X-rays to increase the refractive index of the core,
The second is to increase the relative refractive index difference between the core and the cladding in the region.
And a process.

【0011】本発明の製造方法によれば、第1工程は、
基板上に第1領域及び第2領域からなるコアがクラッド
ガラス層中に埋め込まれ、また、両者の屈折率は実質的
に均一に形成されるので、従来技術を格別の設備・技術
等を投入することなく利用することができる。
[0011] According to the production method of the present invention, the first step comprises:
The core composed of the first region and the second region is embedded in the clad glass layer on the substrate, and the refractive indices of both are formed substantially uniform. Can be used without doing.

【0012】第2工程は、第1領域のコアにX線を照射
して、この部分のコアの屈折率を大きくし、第1領域の
比屈折率差を第2領域より大きく形成する方法である。
必要とする部分のコアに必要とする量のX線を照射する
ことができるので、コアとクラッドとの比屈折率差を所
定の値に調整することができる。
The second step is a method of irradiating the core of the first region with X-rays to increase the refractive index of the core in this portion and forming the relative refractive index difference of the first region larger than that of the second region. is there.
Since the required amount of X-rays can be irradiated to the core of the required portion, the relative refractive index difference between the core and the clad can be adjusted to a predetermined value.

【0013】本発明に係わる光導波路装置の他の製造方
法は、基板上にクラッドとなるべきクラッドガラス層が
形成され、クラッドガラス層中にクラッドガラスより高
屈折率のコアが埋め込まれた光導波路を備えた光導波路
装置を製造する方法において、クラッドガラス層中に所
定の曲率半径で屈曲する第1領域と、第1領域より大き
い曲率半径で屈曲し、または直線状であって、第1領域
の両側に連続的に形成された第2領域とからなるコアを
埋め込んで光導波路を形成する第1工程と、第2領域の
コア周辺のクラッドにX線を照射してクラッドの屈折率
を大きく形成し、第2領域のコアとクラッドとの比屈折
率差を小さくする第2工程とを有することを特徴とす
る。
Another method for manufacturing an optical waveguide device according to the present invention is directed to an optical waveguide device in which a clad glass layer to be a clad is formed on a substrate, and a core having a higher refractive index than the clad glass is embedded in the clad glass layer. In the method for manufacturing an optical waveguide device comprising: a first region bent in the clad glass layer with a predetermined radius of curvature, and a first region bent or bent linearly with a radius of curvature larger than the first region. A first step of forming an optical waveguide by embedding a core composed of a second region continuously formed on both sides of the cladding, and irradiating the cladding around the core in the second region with X-rays to increase the refractive index of the cladding. And forming a second step of reducing the relative refractive index difference between the core and the clad in the second region.

【0014】本発明の他の製造方法によれば、第1工程
は、基板上に第1領域及び第2領域からなるコアがクラ
ッドガラス層中に埋め込まれ、また、両者の屈折率は実
質的に均一に形成されるので、従来技術を格別の設備・
技術等を投入することなく利用することができる。
According to another manufacturing method of the present invention, in the first step, the core composed of the first region and the second region is embedded in the cladding glass layer on the substrate, and the refractive indexes of both are substantially equal. Because it is formed uniformly, the conventional technology is
It can be used without introducing technology.

【0015】第2工程は、第2領域のクラッドにX線を
照射して、このクラッドの屈折率を大きくし、第2領域
のコアとクラッドとの比屈折率差を第1領域の比屈折率
差より小さく形成する方法である。必要とする部分のク
ラッドに必要とする量のX線を照射することができるの
で、コアとクラッドとの比屈折率差を所定の値に調整す
ることができる。
In the second step, the cladding in the second region is irradiated with X-rays to increase the refractive index of the cladding, and the relative refractive index difference between the core and the cladding in the second region is reduced by the relative refractive index of the first region. This is a method of forming a layer smaller than the difference in rate. Since the required amount of X-rays can be applied to the required portion of the clad, the relative refractive index difference between the core and the clad can be adjusted to a predetermined value.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明
において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説
明を省略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

【0017】図1は、本実施形態に係わる光導波路装置
の構成を示す斜視図であり、図2は、図1に示された光
導波路装置の屈折率分布を示すグラフである。図1にお
いて、基板3上にクラッドとなるべき石英ガラスを主成
分とする下部クラッド層2aと、上部クラッド層2bと
が形成され、クラッド層2aと2bの間に、クラッドよ
り屈折率が高い石英ガラスを主成分とするコア1が配置
された光導波路を備えた光導波路装置である。
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of the optical waveguide device according to the present embodiment, and FIG. 2 is a graph showing the refractive index distribution of the optical waveguide device shown in FIG. In FIG. 1, a lower clad layer 2a mainly composed of quartz glass to be a clad and an upper clad layer 2b are formed on a substrate 3, and a quartz having a higher refractive index than the clad is provided between the clad layers 2a and 2b. This is an optical waveguide device including an optical waveguide in which a core 1 mainly composed of glass is arranged.

【0018】この光導波路に埋め込まれたコア1は、所
定の曲率半径Ra、Rbで屈曲し、コアとクラッドとの比
屈折率差が所定の大きさΔn1を有する第1領域Iと、
第1領域より大きい曲率半径Rcで屈曲し、または直線
状であって、第1領域Iよりコアとクラッドとの比屈折
率差Δn2が小さく、第1領域Iの両側に連続的に形成
された第2領域IIとから形成される。第1領域には光
カプラ、光分岐器等の光回路が形成され、第2領域には
光導波路装置に信号光を入出力する光ファイバ等の導波
路が接続される。
The core 1 embedded in the optical waveguide bends at predetermined radii of curvature R a and R b , and a first region I having a relative refractive index difference between the core and the clad having a predetermined magnitude Δn 1 is provided. ,
Bent at a large curvature radius R c from the first region, or a linear, the relative refractive index difference between the core and the clad than the first region I [Delta] n 2 is small, continuously formed on both sides of the first region I And the second region II. An optical circuit such as an optical coupler and an optical splitter is formed in the first region, and a waveguide such as an optical fiber for inputting and outputting signal light to and from the optical waveguide device is connected to the second region.

【0019】図1において、第1領域に形成される光回
路を小型化するためには、曲率半径の小さい光導波路を
組込むことが必要となる。ところで、光導波路を伝搬す
る信号光はコアとクラッドとの境界面で全反射を繰返し
ながら進行する。しかし、曲率を有するコア内を伝搬す
る場合は、境界面への入射角が大きくなるので一部のパ
ワーはクラッドへ突き抜けて損失が生じるようになる。
そこで、コアとクラッドとの比屈折率差を大きくすると
光導波路の曲率半径を小さくしても曲げによる伝送損失
が増加しないので小型の光導波路装置を形成することが
できる。従って、光回路が形成される光導波路の第1領
域全体の比屈折率差を大きくしてもよいが、曲げ部分の
みの比屈折率差を大きくしてもよい。第1領域Iの比屈
折率差Δn1は、必要に応じて選択的に決定される。
In FIG. 1, in order to reduce the size of the optical circuit formed in the first region, it is necessary to incorporate an optical waveguide having a small radius of curvature. By the way, the signal light propagating through the optical waveguide travels while repeating total reflection at the interface between the core and the clad. However, when propagating in a core having a curvature, the angle of incidence on the boundary surface increases, so that some power penetrates into the cladding, causing loss.
Therefore, if the relative refractive index difference between the core and the clad is increased, the transmission loss due to bending does not increase even if the radius of curvature of the optical waveguide is reduced, so that a compact optical waveguide device can be formed. Therefore, the relative refractive index difference of the entire first region of the optical waveguide on which the optical circuit is formed may be increased, or the relative refractive index difference of only the bent portion may be increased. The relative refractive index difference Δn 1 of the first region I is selectively determined as needed.

【0020】これに対して第2領域は、基板の端面近傍
に配置され、光ファイバ等と接続されて信号光を入出力
するための部分である。従って、第2領域の比屈折率差
が光ファイバの比屈折率差と相違すると反射が発生する
ので、できるだけ整合性のよい値に設定される。第2領
域IIの比屈折率差Δn2は、通常使用されている光フ
ァイバの比屈折率差と略同じ0.2〜0.4%程度であ
る。
On the other hand, the second region is located near the end face of the substrate and is connected to an optical fiber or the like to input and output signal light. Accordingly, if the relative refractive index difference of the second region is different from the relative refractive index difference of the optical fiber, reflection occurs, so that the value is set as good as possible. The relative refractive index difference Δn 2 in the second region II is about 0.2 to 0.4%, which is substantially the same as the relative refractive index difference of a commonly used optical fiber.

【0021】図2は、このように一つの光導波路装置内
の異なる比屈折率差が存在する状態を示したグラフであ
り、図2(a)は第1領域及び第2領域におけるコアと
クラッドの屈折率が実質的に均一に形成され、その後第
1領域のコアにX線を照射して屈折率を大きくし(矢印
で示した部分)、第1領域のコアとクラッドとの比屈折
率差を大きくした状態を示すグラフである。一方、図2
(b)は第1領域及び第2領域におけるコアとクラッド
の屈折率が実質的に均一に形成した後、第2領域のクラ
ッドにX線を照射してクラッドの屈折率を大きくし(矢
印で示した部分)、第2領域のコアとクラッドとの比屈
折率差を小さくした状態を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a state where different relative refractive index differences exist in one optical waveguide device. FIG. 2 (a) shows a core and a clad in a first region and a second region. Is formed substantially uniformly, and thereafter, the core in the first region is irradiated with X-rays to increase the refractive index (portion indicated by an arrow), and the relative refractive index between the core and the clad in the first region is increased. It is a graph which shows the state which made the difference large. On the other hand, FIG.
In (b), after the refractive indices of the core and the cladding in the first and second regions are formed substantially uniformly, the cladding in the second region is irradiated with X-rays to increase the refractive index of the cladding (indicated by an arrow). (Shown portion), a graph showing a state in which the relative refractive index difference between the core and the clad in the second region is reduced.

【0022】このように最初に第1領域及び第2領域に
おけるコアとクラッドの屈折率が実質的に均一に形成す
ると、構成が簡単であり新たに設備・技術を投入するこ
となく形成することができる。また、必要とする部分の
コア又はクラッドに必要とする量のX線を照射すること
ができるので、コアとクラッドとの比屈折率差を所定の
値に調整することができる。
When the refractive indices of the core and the clad in the first region and the second region are formed to be substantially uniform first, the structure is simple and the formation can be performed without introducing new equipment and technology. it can. In addition, since a required amount of X-rays can be applied to a required portion of the core or the clad, the relative refractive index difference between the core and the clad can be adjusted to a predetermined value.

【0023】次に、本実施形態に係わる光導波路装置の
製造方法について図3および図4を参照しながら説明す
る。図3は、この製造方法における第1工程を説明する
ための断面図であり、基板上に屈折率が略均一のコアと
クラッドとを形成する方法の一例を示すものである。
Next, a method of manufacturing the optical waveguide device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the first step in this manufacturing method, and shows an example of a method of forming a core and a clad having a substantially uniform refractive index on a substrate.

【0024】図3(a)において、シリカガラス基板1
1上にゲルマニウムを添加したシリカガラスのコア層1
2が形成される。このコア層12は、例えば、四塩化シ
リコンと四塩化ゲルマニウムを火炎加水分解して生成さ
れたガラス微粒子を堆積し、この微粒子層を高温に加熱
して透明ガラス層に変えることによって得られる。
In FIG. 3A, a silica glass substrate 1
Core layer 1 of silica glass doped with germanium on 1
2 are formed. The core layer 12 is obtained, for example, by depositing glass fine particles generated by flame hydrolysis of silicon tetrachloride and germanium tetrachloride, and heating the fine particle layer to a high temperature to convert it to a transparent glass layer.

【0025】図3(b)において、コア層12の上に、
光回路に対応したパターンを有するレジストパターン1
3がフォトリソグラフィを用いて形成される。
In FIG. 3B, on the core layer 12,
Resist pattern 1 having a pattern corresponding to an optical circuit
3 is formed using photolithography.

【0026】図3(c)において、レジストパターン1
3をマスクとして、反応性イオンエッチングを用いてコ
ア層12がエッチングされ、光回路パターンに対応した
コアリッジ12aが形成される。
In FIG. 3C, the resist pattern 1
Using the mask 3 as a mask, the core layer 12 is etched using reactive ion etching to form a core ridge 12a corresponding to the optical circuit pattern.

【0027】図3(d)において、光回路に対応したパ
ターンを有するコアリッジ12aを覆うように、火炎加
水分解法によって生成された四塩化シリコンのガラス微
粒子を堆積し、上部クラッド層14が形成される。これ
によって、屈折率が均一なコア及びクラッドの光回路を
備えた光導波路が完成する。
In FIG. 3D, glass fine particles of silicon tetrachloride generated by the flame hydrolysis method are deposited so as to cover the core ridge 12a having a pattern corresponding to the optical circuit, and the upper clad layer 14 is formed. You. As a result, an optical waveguide having a core and a clad optical circuit having a uniform refractive index is completed.

【0028】次に、本実施形態に係わる製造方法の第2
工程について説明する。 図4は、第1工程によって形
成された光導波路にX線を照射して、所望の屈折率分布
を形成する装置の断面図である。
Next, the second method of the manufacturing method according to the present embodiment will be described.
The steps will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view of an apparatus for irradiating the optical waveguide formed in the first step with X-rays to form a desired refractive index distribution.

【0029】図4において、シンクロトロン放射光装置
(図示せず)から波長0.12nm〜0.7nmのX線
が発射され、X線の強度変調マスク31を介して前述し
た第1工程によって形成された光導波路装置30に照射
される。X線マスク31は、X線を透過する支持膜31
aとその上に第1領域Iのコア以外の部分を覆うように
パターン化されて形成されたX線シールド層31bとを
含んでいる。
In FIG. 4, X-rays having a wavelength of 0.12 nm to 0.7 nm are emitted from a synchrotron radiation device (not shown), and are formed through the X-ray intensity modulation mask 31 in the first step described above. The irradiated optical waveguide device 30 is irradiated. The X-ray mask 31 is a support film 31 that transmits X-rays.
a and an X-ray shield layer 31b formed thereon by patterning so as to cover portions other than the core of the first region I.

【0030】シンクロトロン放射光(SR光)は、シン
クロトロン放射光装置からSR光導入管33を通してS
R光照射室32内に導かれる。照射室32は大気圧のヘ
リウムを含んでいるのに対して、導入管33のシンクロ
トロン放射光装置側は超高真空に維持されているので、
導入管33の途中に隔膜34が設けられている。
The synchrotron radiation (SR light) is transmitted from the synchrotron radiation device through the SR light introducing pipe 33 to the S
It is led into the R light irradiation chamber 32. Since the irradiation chamber 32 contains helium at atmospheric pressure, the synchrotron radiation device side of the introduction tube 33 is maintained in an ultra-high vacuum.
A diaphragm 34 is provided in the introduction pipe 33.

【0031】X線強度変調マスク31の支持膜31a
は、機械的強度とX線透過能を有する窒化珪素、炭化珪
素、ダイヤモンド等が用いられる。X線シールド層31
bは、X線に対して遮蔽能力を有するタングステン層、
タンタル層等が用いられる。
Support film 31a of X-ray intensity modulation mask 31
Silicon nitride, silicon carbide, diamond, or the like having mechanical strength and X-ray transmitting ability is used. X-ray shield layer 31
b is a tungsten layer capable of shielding X-rays,
A tantalum layer or the like is used.

【0032】このようなX線マスク31を介して、光導
波路のコアへX線を照射することによって、パターンに
対応してコアの屈折率が増大する。その結果、図2
(a)に示すように第1領域のコアの屈折率は高く、第
2領域端ののコアの屈折率は低い分布が形成される。
By irradiating the core of the optical waveguide with X-rays through such an X-ray mask 31, the refractive index of the core increases according to the pattern. As a result, FIG.
As shown in (a), the distribution of the refractive index of the core in the first region is high and the refractive index of the core at the end of the second region is low.

【0033】これまでは第1領域のコア部にX線を照射
してこの部分の屈折率を高める場合について説明した
が、第1領域のクラッド部にX線を照射してこの部分の
屈折率を高めることによって、図2(b)に示すよう
に、第1領域の比屈折率差は大きく、第2領域の比屈折
率差は小さい屈折率分布が形成される。
Up to now, the case where the core portion of the first region is irradiated with X-rays to increase the refractive index of this portion has been described. 2B, a refractive index distribution is formed in which the relative refractive index difference in the first region is large and the relative refractive index difference in the second region is small, as shown in FIG.

【0034】(実施例1)図5は基板上に光導波路によ
って方向性結合器が形成された光導波路装置を示す平面
図である。図5において、方向性結合器40は基板41
上に前述した第1工程に示した方法によって、シリカガ
ラスにゲルマニウムを添加したコアと、コアの外周にシ
リカガラスからなるクラッドとによって作製した。コア
の断面寸法は8μm×8μm、コアとクラッド間の比屈
折率差がΔn2=0.3%であり、方向性結合器40は
曲率半径R1=10mmの8箇所の曲げ部を有してい
る。このように形成された方向性結合器40の過剰損失
は、波長1.55μmにおいて0.7dBであった。こ
こで過剰損失とは、方向性結合器への入力光パワーに対
する、方向性結合器の2つの出力ポートからの出力光パ
ワーの合計の損失をいう。
Embodiment 1 FIG. 5 is a plan view showing an optical waveguide device in which a directional coupler is formed on a substrate by an optical waveguide. In FIG. 5, the directional coupler 40 includes a substrate 41
According to the method shown in the first step described above, a core was prepared by adding germanium to silica glass, and a clad made of silica glass was formed around the core. The cross-sectional dimension of the core is 8 μm × 8 μm, the relative refractive index difference between the core and the clad is Δn 2 = 0.3%, and the directional coupler 40 has eight bent portions with a radius of curvature R 1 = 10 mm. ing. The excess loss of the directional coupler 40 thus formed was 0.7 dB at a wavelength of 1.55 μm. Here, the excess loss refers to a total loss of the output optical power from the two output ports of the directional coupler with respect to the input optical power to the directional coupler.

【0035】次いで、図4に示したX線照射装置を用い
て、曲率半径R1近傍のコア部にX線を照射してこの部
分のコアとクラッドとの間の比屈折率差をΔn1=0.
6%まで大きくした。その結果、方向性結合器40の過
剰損失は波長1.55μmにおいて0.3dBまで改善
された。このように曲率部の屈折率差を大きくすること
によって、曲率半径R1が小さくしても過剰損失は増加
しなくなるので、光導波路装置を小型に形成することが
できた。
Then, the core portion near the radius of curvature R 1 is irradiated with X-rays by using the X-ray irradiator shown in FIG. 4, and the relative refractive index difference between the core and the cladding in this portion is Δn 1 = 0.
Increased to 6%. As a result, the excess loss of the directional coupler 40 was improved to 0.3 dB at a wavelength of 1.55 μm. By thus increasing the refractive index difference of the curvature portion, since the excess loss by reducing the radius of curvature R 1 is not increased, it was possible to form an optical waveguide device in size.

【0036】(実施例2)図6は基板上に光導波路によ
って光分岐器が形成された光導波路装置を示す平面図で
ある。図6において、入力光を8分割する光分岐器50
と光分岐器50の入力端と接続された光伝送路51は基
板52上に前述した第1工程に示した方法によって、シ
リカガラスにゲルマニウムを添加したコアと、コアの外
周にシリカガラスからなるクラッドとによって作製し
た。コアの断面寸法は7μm×7μm、コアとクラッド
間の比屈折率差は全てΔn2=0.6%であり、光伝送
路51は曲率半径R2=10mmの2箇所の曲げ部を有
し、曲げ部は夫々直角に曲げられている。このように形
成された光導波路とコアとクラッド間の比屈折率差が
0.6%の光ファイバとを接続したときの接続損失は、
波長1.55μmにおいて1箇所当たり0.3dBであ
った。
Embodiment 2 FIG. 6 is a plan view showing an optical waveguide device in which an optical branch is formed on a substrate by an optical waveguide. In FIG. 6, an optical splitter 50 for dividing input light into eight light beams
The optical transmission line 51 connected to the input end of the optical splitter 50 is made of a core made of silica glass with germanium added to the substrate 52 by the method shown in the above-described first step, and silica glass on the outer periphery of the core. It was made by cladding. The cross-sectional dimension of the core is 7 μm × 7 μm, the relative refractive index differences between the core and the clad are all Δn 2 = 0.6%, and the optical transmission line 51 has two bent portions with a radius of curvature R 2 = 10 mm. The bent portions are each bent at a right angle. The connection loss when the optical waveguide thus formed is connected to an optical fiber having a relative refractive index difference of 0.6% between the core and the clad is:
At a wavelength of 1.55 μm, the value was 0.3 dB per location.

【0037】次いで、図4に示したX線照射装置を用い
て、曲率半径R2近傍のクラッド部にX線を照射してこ
の部分のコアとクラッドとの間の比屈折率差Δn1
0.3%まで小さくした。その結果、光導波路とコアと
クラッド間の比屈折率差が0.6%の光ファイバとを接
続したときの接続損失は、波長1.55μmにおいて1
箇所当たり0.1dBまで低減された。
Next, the X-ray irradiator shown in FIG. 4 is used to irradiate the cladding near the radius of curvature R2 with X-rays, and the relative refractive index difference Δn 1 between the core and the cladding in this part is obtained.
Reduced to 0.3%. As a result, the connection loss when connecting the optical waveguide and the optical fiber having a relative refractive index difference of 0.6% between the core and the clad is 1 at a wavelength of 1.55 μm.
It has been reduced to 0.1 dB per location.

【0038】このように光部品が形成される基板の中央
部の曲率部の比屈折率差を大きくし、曲率半径R2を小
さくすると同時に、周辺部のコアとクラッド間の比屈折
率差を調整することによって接続損失の上昇を抑制する
ことができる。
As described above, the relative refractive index difference at the central portion of the substrate on which the optical component is formed is increased to reduce the radius of curvature R 2 , and at the same time, the relative refractive index difference between the core and the clad at the peripheral portion is reduced. Adjustment can suppress an increase in connection loss.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明の光導波路装置は、コアとクラッ
ドとの比屈折率差が大きい第2領域に曲率半径の小さい
光部品が形成されるので、曲率による損失増大を抑制す
ることができ、同時に、小型の光導波路装置を得ること
ができる。また、本発明の光導波路装置は、コアとクラ
ッドとの比屈折率差が小さい第2領域と信号光を入出力
する光ファイバとを接続する構造であるので、接続部に
おける比屈折率差による反射損失増加を防止することが
できる。
According to the optical waveguide device of the present invention, since an optical component having a small radius of curvature is formed in the second region where the relative refractive index difference between the core and the clad is large, an increase in loss due to the curvature can be suppressed. At the same time, a small optical waveguide device can be obtained. Further, the optical waveguide device of the present invention has a structure in which the second region having a small relative refractive index difference between the core and the clad is connected to the optical fiber for inputting and outputting the signal light, and therefore, the optical waveguide device has a relative refractive index difference at the connecting portion. An increase in reflection loss can be prevented.

【0040】本発明の製造方法は、必要とする部分のコ
ア又はクラッドに必要とする量のX線を照射するので、
コアとクラッドとの比屈折率差を所望の値に調整するこ
とができる。
According to the manufacturing method of the present invention, a necessary amount of X-rays is applied to a required portion of the core or clad.
The relative refractive index difference between the core and the clad can be adjusted to a desired value.

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

【図1】本実施形態に係わる光導波路装置の構成を示す
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of an optical waveguide device according to an embodiment.

【図2】図1の光導波路装置の屈折率分布を示すグラフ
である。
FIG. 2 is a graph showing a refractive index distribution of the optical waveguide device of FIG.

【図3】光導波路装置の製造方法を説明するための断面
図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the optical waveguide device.

【図4】X線照射装置の構成を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an X-ray irradiation device.

【図5】実施例1に係わる方向性結器を備えた光導波路
装置の構成を示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view illustrating a configuration of an optical waveguide device including the directional coupler according to the first embodiment.

【図6】実施例2に係わる光分岐器を備えた光導波路装
置の構成を示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view illustrating a configuration of an optical waveguide device including an optical splitter according to a second embodiment.

【図7】光分岐器を備えた従来の光導波路装置を示す平
面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a conventional optical waveguide device provided with an optical splitter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、12・・・コア、2、14・・・クラッド層、3、11、
41、52・・・基板、13・・・レジスト、30・・・光導波
路装置、31・・・X線マスク、32・・・照射室、33・・・
導入管、34・・・隔膜、40・・・方向性結結合器、50・・
・光分岐器、51・・・光伝送路、53・・・光ファイバ、5
4・・・結合部材、R・・・曲率半径、Δn・・・比屈折率差、
I・・・第1領域、II・・・第2領域
1, 12 ... core, 2, 14 ... clad layer, 3, 11,
41, 52: substrate, 13: resist, 30: optical waveguide device, 31: X-ray mask, 32: irradiation chamber, 33 ...
Introduction tube, 34 ... diaphragm, 40 ... directional coupler, 50 ...
・ Optical splitter, 51 ・ ・ ・ Optical transmission line, 53 ・ ・ ・ Optical fiber, 5
4 ... coupling member, R ... radius of curvature, Δn ... relative refractive index difference,
I: first area, II: second area

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上にクラッドとなるべきクラッドガ
ラス層が設けられ、前記クラッドガラス層中に前記クラ
ッドガラスより高屈折率のコアが埋め込まれた光導波路
を備える光導波路装置において、 前記光導波路は、所定の曲率半径で屈曲すると共に、前
記コアと前記クラッドとの比屈折率差が所定の大きさを
有する第1領域と、 前記第1領域より大きい曲率半径で屈曲し、または直線
状であって、前記第1領域より前記コアと前記クラッド
との比屈折率差が小さく、前記第1領域の両側に連続的
に形成された第2領域とからなるコア、を有することを
特徴とする光導波路装置。
1. An optical waveguide device comprising: an optical waveguide in which a clad glass layer to be a clad is provided on a substrate, and wherein a core having a higher refractive index than the clad glass is embedded in the clad glass layer. Is bent at a predetermined radius of curvature, and a first region having a relative refractive index difference between the core and the clad having a predetermined size, and bent at a radius of curvature larger than the first region, or linearly. And a core having a smaller relative refractive index difference between the core and the cladding than the first region, and a second region continuously formed on both sides of the first region. Optical waveguide device.
【請求項2】 前記第1領域のコアにX線を照射して、
当該コアの屈折率が前記第2領域のコアの屈折率より大
きく形成されたものであることを特徴とする請求項1に
記載の光導波路装置。
2. irradiating the core of the first region with X-rays,
The optical waveguide device according to claim 1, wherein the refractive index of the core is formed to be larger than the refractive index of the core in the second region.
【請求項3】 前記第2領域のクラッドにX線を照射し
て、当該クラッドの屈折率が前記第1領域のクラッドの
屈折率より大きく形成されたものであることを特徴とす
る請求項1に記載の光導波路装置。
3. The method according to claim 1, wherein the cladding in the second region is irradiated with X-rays, and the refractive index of the cladding is formed larger than the refractive index of the cladding in the first region. 3. The optical waveguide device according to claim 1.
【請求項4】 基板上にクラッドとなるべきクラッドガ
ラス層が形成され、前記クラッドガラス層中にクラッド
ガラスより高屈折率のコアが埋め込まれた光導波路を備
えた光導波路装置を製造する方法において、 前記クラッドガラス層中に所定の曲率半径で屈曲する第
1領域と、前記第1領域より大きい曲率半径で屈曲し、
または直線状であって、前記第1領域の両側に連続的に
形成された第2領域とからなるコアを埋め込んで光導波
路を形成する第1工程と、 前記第1領域のコアにX線を照射して当該コアの屈折率
を大きく形成し、前記第1領域のコアとクラッドとの比
屈折率差を大きくする第2工程と、を有することを特徴
とする光導波路装置の製造方法。
4. A method for manufacturing an optical waveguide device comprising an optical waveguide in which a clad glass layer to be a clad is formed on a substrate and a core having a higher refractive index than the clad glass is embedded in the clad glass layer. A first region bent at a predetermined radius of curvature in the clad glass layer, and bent at a radius of curvature larger than the first region;
A first step of forming an optical waveguide by embedding a core that is linear and composed of a second region continuously formed on both sides of the first region; and forming an X-ray on the core of the first region. Irradiating the core to increase the refractive index of the core, and increasing the relative refractive index difference between the core and the clad in the first region.
【請求項5】 基板上にクラッドとなるべきクラッドガ
ラス層が形成され、前記クラッドガラス層中にクラッド
ガラスより高屈折率のコアが埋め込まれた光導波路を備
えた光導波路装置を製造する方法において、 前記クラッドガラス層中に所定の曲率半径で屈曲する第
1領域と、前記第1領域より大きい曲率半径で屈曲し、
または直線状であって、前記第1領域の両側に連続的に
形成された第2領域とからなるコアを埋め込んで光導波
路を形成する第1工程と、 前記第2領域のコア周辺のクラッドにX線を照射して当
該クラッドの屈折率を大きく形成し、前記第2領域のコ
アとクラッドとの比屈折率差を小さくする第2工程と、
を有することを特徴とする光導波路装置の製造方法。
5. A method for manufacturing an optical waveguide device having an optical waveguide in which a clad glass layer to be a clad is formed on a substrate and a core having a higher refractive index than the clad glass is embedded in the clad glass layer. A first region bent at a predetermined radius of curvature in the clad glass layer, and bent at a radius of curvature larger than the first region;
Or a first step of forming an optical waveguide by embedding a core that is linear and composed of a second region continuously formed on both sides of the first region; and forming a clad around the core in the second region. A second step of irradiating X-rays to increase the refractive index of the cladding and reduce the relative refractive index difference between the core and the cladding in the second region;
A method for manufacturing an optical waveguide device, comprising:
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