JPS58117510A - 光導波路及びその製造方法 - Google Patents
光導波路及びその製造方法Info
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- JPS58117510A JPS58117510A JP8482A JP8482A JPS58117510A JP S58117510 A JPS58117510 A JP S58117510A JP 8482 A JP8482 A JP 8482A JP 8482 A JP8482 A JP 8482A JP S58117510 A JPS58117510 A JP S58117510A
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- optical waveguide
- film
- waveguide
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/136—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by etching
-
- G—PHYSICS
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- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/1228—Tapered waveguides, e.g. integrated spot-size transformers
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の属する技術分野
本発明は集積化光回路を実現する為の基本要素である光
導波路及びその製造方法に関する。
導波路及びその製造方法に関する。
従来技術とその問題点
従来、第１図に示すように光導波路基板（１）に設けた
薄膜光導波路（２）に於いて光導波路端面部（３）にお
ける光の入出射方法として、光７アイノ（（４）のコア
部（５）をレンズ系（６）を介して前記光導波路端面部
（３）に接近するよう配置して光導波路との結合効率を
高める努力がなされて自た。しかし端面部付近の導波路
膜厚が光ファイバのコア径に比して薄い為、結合効率が
下がり、結合損失が増大するという不都合があり、更に
前述し九結合方法では光ファイバとレンーズ系を固定配
置することは非常に高い位置精度が要求され、はなはだ
困難な作業であシ、さらにこのような光回路素子は振動
や温度変化に対して安定度を欠いてい友。また導波路の
膜厚をテーパー型にして、かつ放射モードを極力おさえ
る為に屈折率も同時に膜厚が薄くなる方向に大きくする
ような導波路が考えられるが、とのような導波路は、作
製が非常に困難であり、作製工程が多く、特殊な工程を
含み、殖産性が悪く高価なものとなってしまう。したが
って、結合効率が高く製作の作業性が良く、安定性、信
頼性の高い光回路素子の実現が望まれていた。
薄膜光導波路（２）に於いて光導波路端面部（３）にお
ける光の入出射方法として、光７アイノ（（４）のコア
部（５）をレンズ系（６）を介して前記光導波路端面部
（３）に接近するよう配置して光導波路との結合効率を
高める努力がなされて自た。しかし端面部付近の導波路
膜厚が光ファイバのコア径に比して薄い為、結合効率が
下がり、結合損失が増大するという不都合があり、更に
前述し九結合方法では光ファイバとレンーズ系を固定配
置することは非常に高い位置精度が要求され、はなはだ
困難な作業であシ、さらにこのような光回路素子は振動
や温度変化に対して安定度を欠いてい友。また導波路の
膜厚をテーパー型にして、かつ放射モードを極力おさえ
る為に屈折率も同時に膜厚が薄くなる方向に大きくする
ような導波路が考えられるが、とのような導波路は、作
製が非常に困難であり、作製工程が多く、特殊な工程を
含み、殖産性が悪く高価なものとなってしまう。したが
って、結合効率が高く製作の作業性が良く、安定性、信
頼性の高い光回路素子の実現が望まれていた。
発明の目的
本発明の目的は、上記の点に鑑み、結合効率が高く製作
の作業性が良く、高い安定性と信頼性を有する光回路素
子を実現する薄膜光導波路を提供するにある。
の作業性が良く、高い安定性と信頼性を有する光回路素
子を実現する薄膜光導波路を提供するにある。
発明の軟硬
本発明は、光導波路基板の端面近傍に於いて導波路膜厚
を変化させることにより、外部素子との結合効率を高め
光入出力結合を容易にし、かつ安定性と信頼性が共に高
い集積化光回路素子を実現するものである。
を変化させることにより、外部素子との結合効率を高め
光入出力結合を容易にし、かつ安定性と信頼性が共に高
い集積化光回路素子を実現するものである。
発明の実施例
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第２図は本発明による光導波路の一例を示す図である。
（１）は光導波路基板、（２）は屈折率が一様な光る。
光ファイバ（４）を伝播しファイバ端１１［ｉ（力を出
射する光は、光導波路基板（１）の光導波路端面（３）
から光導波路内に入射する。
射する光は、光導波路基板（１）の光導波路端面（３）
から光導波路内に入射する。
光ファイバから導波路への結合状況を拡大した図が第３
図である。光ファイバ（４）内を伝搬してきた光の電界
（８）は、ファイバ端面（７）と導波路端面（３）との
間隙に於いて（８）に示すがごとく拡がってしまう。し
かし、本発明の導波路は、端面の結合領域となる面積が
大きくとれる為、この拡がった電界を効率良く導波路内
へ導入することができる。導入された光は例えば、導波
路端面付近に於いては（８）に示すがごとく幅の広い電
界分布となっているが、光が伝搬するに従い、導波路の
膜厚が徐々に薄くなっている為、しだいに（８Ｔに示す
１うな電界分布に変化しながら、伝搬することとなる。
図である。光ファイバ（４）内を伝搬してきた光の電界
（８）は、ファイバ端面（７）と導波路端面（３）との
間隙に於いて（８）に示すがごとく拡がってしまう。し
かし、本発明の導波路は、端面の結合領域となる面積が
大きくとれる為、この拡がった電界を効率良く導波路内
へ導入することができる。導入された光は例えば、導波
路端面付近に於いては（８）に示すがごとく幅の広い電
界分布となっているが、光が伝搬するに従い、導波路の
膜厚が徐々に薄くなっている為、しだいに（８Ｔに示す
１うな電界分布に変化しながら、伝搬することとなる。
すなわち、ファイバの出射光を効率良く導波路内へ導入
することができる。
することができる。
このような基板端部に向って漸次厚くなるような薄膜光
導波路を実現する製法について以下に述べる。第４図（
ａ）に示す如く、石英基板ａＱ上に酸化珪素を主成分と
し、酸化ゲルマニウム、五酸化燐。
導波路を実現する製法について以下に述べる。第４図（
ａ）に示す如く、石英基板ａＱ上に酸化珪素を主成分と
し、酸化ゲルマニウム、五酸化燐。
酸化硼素、酸化チタンを含む硝子膜ａυを化学気相成長
法あるいはスパッタリング法に依り、１０μｍ程度堆積
する。次に第４図（ｂ）に示す如く、メタクリル酸無水
物重合体から成るポジ型レジスト（以下ＰＭＡＲと称す
）０邊を回転塗布する。例えば毎分４００回転で塗布す
ると基板端部０１では８〜１０μｍ程度盛り上るが、そ
れ以外の領域では０．５〜１μｍ程度の厚みが得られる
。この状態でＣＦ４を蝕刻ガスとして導入し、反応性イ
オンエツチング法でＰＭＡＨ（１３及び硝子膜（１１）
を蝕刻し、端部以外の領域Ｉでの硝子膜厚を所定厚みに
加工する。ＣＦ４ガスを用い、反応性イオンエツチング
を行なうと、硝子膜とＰＭＡＨ膜の蝕刻速度が略等しい
為、ＰＭＡＨ膜の断面形状は硝子膜にそのまま転写され
（第４図（Ｃ） ”） 、所望の光導波路を得ることが
できる。尚、蝕刻後、端部断面形状が第５図の如くなる
場合は、端部０９を研磨、蝕刻等の手法により所望の形
状を得る事ができる。
法あるいはスパッタリング法に依り、１０μｍ程度堆積
する。次に第４図（ｂ）に示す如く、メタクリル酸無水
物重合体から成るポジ型レジスト（以下ＰＭＡＲと称す
）０邊を回転塗布する。例えば毎分４００回転で塗布す
ると基板端部０１では８〜１０μｍ程度盛り上るが、そ
れ以外の領域では０．５〜１μｍ程度の厚みが得られる
。この状態でＣＦ４を蝕刻ガスとして導入し、反応性イ
オンエツチング法でＰＭＡＨ（１３及び硝子膜（１１）
を蝕刻し、端部以外の領域Ｉでの硝子膜厚を所定厚みに
加工する。ＣＦ４ガスを用い、反応性イオンエツチング
を行なうと、硝子膜とＰＭＡＨ膜の蝕刻速度が略等しい
為、ＰＭＡＨ膜の断面形状は硝子膜にそのまま転写され
（第４図（Ｃ） ”） 、所望の光導波路を得ることが
できる。尚、蝕刻後、端部断面形状が第５図の如くなる
場合は、端部０９を研磨、蝕刻等の手法により所望の形
状を得る事ができる。
発明の効果
以上述べた如く、本発明によれば、各種機能車子、例え
ば導波路レンズ、回折格子のような素子が配置されてい
る導波路基板中央付近の導波路厚に比して、光を入射、
出射する導波路基板の端部における光導波路の方が厚く
、よって端面における結合面積が大きくとれ、結合効率
が大きくなる。
ば導波路レンズ、回折格子のような素子が配置されてい
る導波路基板中央付近の導波路厚に比して、光を入射、
出射する導波路基板の端部における光導波路の方が厚く
、よって端面における結合面積が大きくとれ、結合効率
が大きくなる。
すなわちこの光導波路端面部分における光導波路厚は光
ファイバのコア径と同等程度であり、光ファイバから光
導波路への結合損失を従来のものに比べ低減することが
できる。また、この光導波路厚を光ファイバのコア径よ
りも厚くすれば、光ファイバ（４）の固定位置の位置精
度の許容範囲を大きくすることができ、したがって光フ
ァイバの固定作業が従来よシも容易となり、また高安定
高信頼光回路素子が実現できる。また、作製方法に関し
ては、屈折率の一様な厚膜導波路を蝕刻加工して作製す
るものであシ、作製工程も少なく、量産性が良く、安価
に導波路を形成できる。
ファイバのコア径と同等程度であり、光ファイバから光
導波路への結合損失を従来のものに比べ低減することが
できる。また、この光導波路厚を光ファイバのコア径よ
りも厚くすれば、光ファイバ（４）の固定位置の位置精
度の許容範囲を大きくすることができ、したがって光フ
ァイバの固定作業が従来よシも容易となり、また高安定
高信頼光回路素子が実現できる。また、作製方法に関し
ては、屈折率の一様な厚膜導波路を蝕刻加工して作製す
るものであシ、作製工程も少なく、量産性が良く、安価
に導波路を形成できる。
発明の他の実施例
本発明の実施例では、光ファイバとの結合について説明
したが、レーザ・ダイオードとの結合に対しても同様な
効果がある。第６図に示す如く導波路の断面形状に於て
、一方の端部が機能素子を富んだ領域と同じ厚みであっ
ても良い。
したが、レーザ・ダイオードとの結合に対しても同様な
効果がある。第６図に示す如く導波路の断面形状に於て
、一方の端部が機能素子を富んだ領域と同じ厚みであっ
ても良い。
また、反応性イオスエッチング法で蝕刻後、導波路断面
形状を大きく変えることなく、導波路表面部をレーザ光
、’ｌｌＥ子綜１粒子線等を用い、加熱溶融し表面をよ
り平滑にしてもよい。更に形成され走光導波路上に導波
路よりも屈折率の低い誘電体膜を被着しても良い。
形状を大きく変えることなく、導波路表面部をレーザ光
、’ｌｌＥ子綜１粒子線等を用い、加熱溶融し表面をよ
り平滑にしてもよい。更に形成され走光導波路上に導波
路よりも屈折率の低い誘電体膜を被着しても良い。
第１図はファイバ結合型光導波路の従来例、第２図は本
発明による膜厚分散形光導波路の一実施例の断面図、第
３図は第２図に示す一実施例の光結合部分の拡大図、第
４図（ａ）〜（Ｃ）は一実施例の製造工程を示す断面図
、第５図、第６図は他の実施例の断面図である。 １ 、１０・・・光導波路基板、２．１１・・・先導波
路、３・・・光導波路端面、 ４・・・光ファイバ
、５・・・光ファイバのコア部、 ６・・・レンズ糸
、７・・・光フアイバ端面、 ８・・・導波光の
電界分布、１２・・・ＰＭＡＨｌ １３・・
・基板端部、１４・・・端部以外の領域。 代理人 弁理士 則 近 癒 佑 ほか１名 ｔＪ ４ 図 第３図
発明による膜厚分散形光導波路の一実施例の断面図、第
３図は第２図に示す一実施例の光結合部分の拡大図、第
４図（ａ）〜（Ｃ）は一実施例の製造工程を示す断面図
、第５図、第６図は他の実施例の断面図である。 １ 、１０・・・光導波路基板、２．１１・・・先導波
路、３・・・光導波路端面、 ４・・・光ファイバ
、５・・・光ファイバのコア部、 ６・・・レンズ糸
、７・・・光フアイバ端面、 ８・・・導波光の
電界分布、１２・・・ＰＭＡＨｌ １３・・
・基板端部、１４・・・端部以外の領域。 代理人 弁理士 則 近 癒 佑 ほか１名 ｔＪ ４ 図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１基板上に形成された屈折率の一様な薄膜先導波路
の光導波部分の厚みが前記基板の端部に向い漸次厚くな
るように形成されてなる事を特徴とする光導波路。 （２）基板上に誘電体膜を設ける工程と、前記誘電体膜
上に有機膜を回転塗布する工程と、前記基板主面に略垂
直にイオンを入射し、前記誘電体膜の一部と前記有機膜
とを蝕刻する工程とを具備した事を特徴とする光導波路
の製造方法。 （３）誘電体膜として、酸化珪素を主成分とし、酸化ゲ
ルマニウム、五酸化燐、酸化硼素、酸化チタンから選ば
れる少なくとも一種を添加した硝子膜を用い、有機膜と
してメタクリル酸無水物重合体から成るポジ型レジスト
を用いる事を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の光
導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8482A JPS58117510A (ja) | 1982-01-05 | 1982-01-05 | 光導波路及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8482A JPS58117510A (ja) | 1982-01-05 | 1982-01-05 | 光導波路及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58117510A true JPS58117510A (ja) | 1983-07-13 |
Family
ID=11464274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8482A Pending JPS58117510A (ja) | 1982-01-05 | 1982-01-05 | 光導波路及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58117510A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6465514A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Fujitsu Ltd | Coupling structure between optical waveguide and optical fiber |
| JPH01273239A (ja) * | 1988-04-25 | 1989-11-01 | Sony Corp | 光再生ピックアップ |
| JPH02109007A (ja) * | 1988-10-19 | 1990-04-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 光導波路装置 |
| JPH03213809A (ja) * | 1989-02-17 | 1991-09-19 | Sharp Corp | 回折格子光結合器 |
| US5175784A (en) * | 1989-12-19 | 1992-12-29 | Ibiden Co., Ltd. | Second harmonic wave generating device |
| EP1131659A1 (en) * | 1998-10-29 | 2001-09-12 | Mark Stephen Braiman | Tapered quasi-planar germanium waveguides for mid-ir sensing |
-
1982
- 1982-01-05 JP JP8482A patent/JPS58117510A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6465514A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Fujitsu Ltd | Coupling structure between optical waveguide and optical fiber |
| JPH01273239A (ja) * | 1988-04-25 | 1989-11-01 | Sony Corp | 光再生ピックアップ |
| JPH02109007A (ja) * | 1988-10-19 | 1990-04-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 光導波路装置 |
| JPH03213809A (ja) * | 1989-02-17 | 1991-09-19 | Sharp Corp | 回折格子光結合器 |
| US5175784A (en) * | 1989-12-19 | 1992-12-29 | Ibiden Co., Ltd. | Second harmonic wave generating device |
| EP1131659A1 (en) * | 1998-10-29 | 2001-09-12 | Mark Stephen Braiman | Tapered quasi-planar germanium waveguides for mid-ir sensing |
| EP1131659A4 (en) * | 1998-10-29 | 2005-02-02 | Mark Stephen Braiman | GERMANIUM, QUASI PLANAIRES, A DECREASING SECTION WAVEGUIDES FOR MEDIUM INFRARED DETECTION |
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