JPS58173704A - 光集束器 - Google Patents
光集束器Info
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- JPS58173704A JPS58173704A JP5635382A JP5635382A JPS58173704A JP S58173704 A JPS58173704 A JP S58173704A JP 5635382 A JP5635382 A JP 5635382A JP 5635382 A JP5635382 A JP 5635382A JP S58173704 A JPS58173704 A JP S58173704A
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- optical
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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
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/262—Optical details of coupling light into, or out of, or between fibre ends, e.g. special fibre end shapes or associated optical elements
-
- 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
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/1228—Tapered waveguides, e.g. integrated spot-size transformers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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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】
本発明は、光集束器に関するものであり、特に光ＩＣ用
の薄膜光集束器を提供するものである。
の薄膜光集束器を提供するものである。
電子回路で電気を導くのに導線を使用するように、また
マイクロ波回路では導波管を使用するように、光信号処
理システムあるいは光ＩＣでは、光導波路が必要になる
。
マイクロ波回路では導波管を使用するように、光信号処
理システムあるいは光ＩＣでは、光導波路が必要になる
。
小形化光デバイスあるいは光ＩＣに用いる基板あるいは
光導波路として、第１図（ａ） 、 （ｂ） 、 （０
） 、 （ｄ）に順次示すような、リッジ型、拡散型、
ロード型あるいは埋込型の導波路が用いられる。この場
合、リッジ型では、例えば石英ガラスからなる基板１１
の上に、硼珪酸ガラスからなる導波路１２の薄層を設け
る。また拡散型では、例えば、Ｌ Ｉ Ｎｂ Ｏｓ単結
晶基板１３の表面に、Ｔｉの拡散層からなる導波路１４
を設ける。ロード型では例えばα−ＡＩ！！２０３基板
１５の上に、ＺｎＳからなる光伝搬層１６を設け、さら
に光伝搬層１６の上に例えば石英ガラスからなるロード
層１６を設けると、ロード層下の光伝搬層１６１が導波
路となる。
光導波路として、第１図（ａ） 、 （ｂ） 、 （０
） 、 （ｄ）に順次示すような、リッジ型、拡散型、
ロード型あるいは埋込型の導波路が用いられる。この場
合、リッジ型では、例えば石英ガラスからなる基板１１
の上に、硼珪酸ガラスからなる導波路１２の薄層を設け
る。また拡散型では、例えば、Ｌ Ｉ Ｎｂ Ｏｓ単結
晶基板１３の表面に、Ｔｉの拡散層からなる導波路１４
を設ける。ロード型では例えばα−ＡＩ！！２０３基板
１５の上に、ＺｎＳからなる光伝搬層１６を設け、さら
に光伝搬層１６の上に例えば石英ガラスからなるロード
層１６を設けると、ロード層下の光伝搬層１６１が導波
路となる。
埋込型では例えば、サファイア（α−八へ２０３）基板
１８の上に埋込層１８１を設け、埋込層１８１に溝１８
１１を設け、そして溝１８１１ＫＰＬＺＴ （７）導波
路１９を設けると導波路１９の側面に汚れが付着せず良
好な導波路となる。この種類の光導波路は光の伝達のみ
ならず、各種光回路、例えば光デバイスを小型化、ある
いは集積化し、例えば光機能デバイスの形成あるいは光
ＩＣの形成に用いる。この種の光導波路は光デバイスの
小型化および光波ビームの制御の容易さのため通・隼１
０μｍから５０ｐｍの導波路線幅にする。この場合レー
ザの光波ビームは通常１ｍ１ｌ＋程度の大きさなので、
光源ビームと導波路を結合するのに第２図（ａ）および
（ｂ）にそれぞれ示すようなヘッドオン型あるいはレン
ズ型の光集束器を形成していた。図（ａ）に示すヘッド
オン型では、例えばＬｉＮｂＯ３単結晶基板２１１の表
面にＴ１の拡散層からなる導波路２１２を設け、光波ビ
ームはレンズで集束され導波路２１２の端面２１２１か
ら入射させる。しかし、導波路２１２の膜厚は一般に数
μｍにすぎず、位置合せ、端面２１２１の平坦さに対す
る要求は厳しく実用的ではない。また、レンズ型２２で
は例えばＬｉＮｂＯ３単結晶基板２２１の表面にＴｉの
拡散層からなるスラブ型導波路２２２と通常用いられる
矩形型導波路２２３とを連結させ、スラブ型導波路２２
２上に光結合部２２２１から光波ビームを伝搬させる進
路上に、かつスラブ型導波路２２２と矩形導波路２２３
との連結部２２４に焦点がくるようにスラブ型導波路上
にスラブ型導波′路２２２の光の屈折率より小さいある
いは等しい屈折率を有する光伝搬媒質をレンズ状に設は
平面レンズ２２５を形成し、矩形型導波路に光波ビーム
を入射する。しかし、平面レンズの形成は通常さほど容
易でなく、その形成に一工程余分に必要となり、また連
結部２２４において光波ビームの伝搬定数の急峻な変化
のため光波ビームの伝搬ロスは無視しえないという欠点
がある。以上従来例を第１図（ｂ）に示す拡散型導波路
について述べたが、第１図（ａ） 、 （ｂ）および（
ｄ）に示したリッジ型、ロード型および埋込型導波路に
卦いても同様な欠点を有している。以上のように従来の
構造ではレーザの光波ビームの光導波路への入射ロスの
ため、有効に光波ビームを利用できないので複数の光デ
バイスを集積化する場合、集積度に限界があるとじう欠
点がある。
１８の上に埋込層１８１を設け、埋込層１８１に溝１８
１１を設け、そして溝１８１１ＫＰＬＺＴ （７）導波
路１９を設けると導波路１９の側面に汚れが付着せず良
好な導波路となる。この種類の光導波路は光の伝達のみ
ならず、各種光回路、例えば光デバイスを小型化、ある
いは集積化し、例えば光機能デバイスの形成あるいは光
ＩＣの形成に用いる。この種の光導波路は光デバイスの
小型化および光波ビームの制御の容易さのため通・隼１
０μｍから５０ｐｍの導波路線幅にする。この場合レー
ザの光波ビームは通常１ｍ１ｌ＋程度の大きさなので、
光源ビームと導波路を結合するのに第２図（ａ）および
（ｂ）にそれぞれ示すようなヘッドオン型あるいはレン
ズ型の光集束器を形成していた。図（ａ）に示すヘッド
オン型では、例えばＬｉＮｂＯ３単結晶基板２１１の表
面にＴ１の拡散層からなる導波路２１２を設け、光波ビ
ームはレンズで集束され導波路２１２の端面２１２１か
ら入射させる。しかし、導波路２１２の膜厚は一般に数
μｍにすぎず、位置合せ、端面２１２１の平坦さに対す
る要求は厳しく実用的ではない。また、レンズ型２２で
は例えばＬｉＮｂＯ３単結晶基板２２１の表面にＴｉの
拡散層からなるスラブ型導波路２２２と通常用いられる
矩形型導波路２２３とを連結させ、スラブ型導波路２２
２上に光結合部２２２１から光波ビームを伝搬させる進
路上に、かつスラブ型導波路２２２と矩形導波路２２３
との連結部２２４に焦点がくるようにスラブ型導波路上
にスラブ型導波′路２２２の光の屈折率より小さいある
いは等しい屈折率を有する光伝搬媒質をレンズ状に設は
平面レンズ２２５を形成し、矩形型導波路に光波ビーム
を入射する。しかし、平面レンズの形成は通常さほど容
易でなく、その形成に一工程余分に必要となり、また連
結部２２４において光波ビームの伝搬定数の急峻な変化
のため光波ビームの伝搬ロスは無視しえないという欠点
がある。以上従来例を第１図（ｂ）に示す拡散型導波路
について述べたが、第１図（ａ） 、 （ｂ）および（
ｄ）に示したリッジ型、ロード型および埋込型導波路に
卦いても同様な欠点を有している。以上のように従来の
構造ではレーザの光波ビームの光導波路への入射ロスの
ため、有効に光波ビームを利用できないので複数の光デ
バイスを集積化する場合、集積度に限界があるとじう欠
点がある。
本発明は、これらの光集束器の構造とその構成材料に改
良を加え、従来の光集束器の欠点を除去するものである
。
良を加え、従来の光集束器の欠点を除去するものである
。
すなわち、本発明の目的は、小型光デバイスあるいけ光
ＩＣに用いる光集束器の構造とその構成材料を与えるこ
とにある。
ＩＣに用いる光集束器の構造とその構成材料を与えるこ
とにある。
第３図〜第６図は本発明の一実施例である光集束器を示
す。
す。
図に示すように本実施例の光集束器は、透明基板３２の
上にその透明基板３２の光の屈折率より大きい屈切率を
有し、少なくとも１ケ所の入光路３３１と出光路３３２
をもち、幅員を出光路３３２の幅員より広くし入光路３
３１から出光路３３２へ単調に幅員を変化させた光伝搬
層３３を設は光導波路を構成したことを特徴としている
。
上にその透明基板３２の光の屈折率より大きい屈切率を
有し、少なくとも１ケ所の入光路３３１と出光路３３２
をもち、幅員を出光路３３２の幅員より広くし入光路３
３１から出光路３３２へ単調に幅員を変化させた光伝搬
層３３を設は光導波路を構成したことを特徴としている
。
図に示すごとく、本発明の実施例にかかる光導波路のパ
ターン形成は通常の半導体プロセス例えば蒸着プロセス
とホトリソプロセスで形成でき、従来のレンズ型に見ら
れたような形成に複雑な工程が必要であり平面レンズ形
成のさいの正確な位置合せを必要としない。このため本
発明の実施例にかかる光集束器は、光デバイスの低価格
化に有効である。
ターン形成は通常の半導体プロセス例えば蒸着プロセス
とホトリソプロセスで形成でき、従来のレンズ型に見ら
れたような形成に複雑な工程が必要であり平面レンズ形
成のさいの正確な位置合せを必要としない。このため本
発明の実施例にかかる光集束器は、光デバイスの低価格
化に有効である。
図に示すがごとく本発明にかあ・る光集束器３１は出光
路３３２の幅員が一定でありかつ１μｍから５０μｍに
するのが良いことを見い出した。通常光ＩＣに使用する
光源は可視光から赤外領舅（０，４ｐｍ〜１０μｍ）で
あり、かつ光伝搬層の光の屈折率が１から４の範囲内の
材料を用いているので、１μｍ未満では出光路の幅員が
赤外光では半波長以下となりまた可視領域でも側面の表
面状態が無視できなくなシ伝搬ロスが増加する。さらに
１μｍ未満のパターン加工は通常の半導体ＩＣ製また、
光ＩＣ内の能動部品として幅員が一定の光導波路を２本
交差させ、その交差部にスイッチを設けて光の伝搬路を
切り替える構造を形成すると電気光学効果あるいは表面
弾性波を用いる場合においてもその交差角はたかだか１
ｏｏ以下である。
路３３２の幅員が一定でありかつ１μｍから５０μｍに
するのが良いことを見い出した。通常光ＩＣに使用する
光源は可視光から赤外領舅（０，４ｐｍ〜１０μｍ）で
あり、かつ光伝搬層の光の屈折率が１から４の範囲内の
材料を用いているので、１μｍ未満では出光路の幅員が
赤外光では半波長以下となりまた可視領域でも側面の表
面状態が無視できなくなシ伝搬ロスが増加する。さらに
１μｍ未満のパターン加工は通常の半導体ＩＣ製また、
光ＩＣ内の能動部品として幅員が一定の光導波路を２本
交差させ、その交差部にスイッチを設けて光の伝搬路を
切り替える構造を形成すると電気光学効果あるいは表面
弾性波を用いる場合においてもその交差角はたかだか１
ｏｏ以下である。
このだめ、６０μｍ以上の幅員を有する光導波路を使用
して光スィッチを構成すると光スィッチの寸法は２〜３
ｃｒｎ以上になり光ＩＣの小型化に有用ではない。
して光スィッチを構成すると光スィッチの寸法は２〜３
ｃｒｎ以上になり光ＩＣの小型化に有用ではない。
また、入光路３３１の幅員は０．０２ｍｍから６１ｎｍ
にするのが良いことを見い出した。０．０２．以下では
レーザの光波ビームの径が１１１ＩＩＩ＋程度であるこ
とが多いので大部分の光波ビームを光伝搬層３３に導入
させることができず、５ｒＭ１以上では光デノくイスの
小型化が困難となり適当ではない。さらに、第４図に示
すように上記光伝搬層３３の側面を連続して構成する平
面３３３のなす交角θがぴから６°の範囲にあることが
良いこと金兄い出した。さらに交角θにおいて、入光路
３３１側から出光路３３２側へ上記交角θを減少させつ
つ入光路３３１と上記出光路３３２を連結させるとよい
ことを見い出した。入光路３３１から入射した光波ビー
ムは光伝搬層３３の側面３３３で全反射を繰り返し出光
路３３２へ伝搬する。光伝搬層３３の伝搬途中で光波ビ
ームは集光し出光路３３２の近傍で例えば伝搬層３３の
幅員が６０μｍ以下になると光波ビームはスラブ型の伝
搬モードから矩形型の伝搬モードが無視できなくなり、
光波ビームは全反射からある位相定数を有し伝搬層３３
を伝搬する。
にするのが良いことを見い出した。０．０２．以下では
レーザの光波ビームの径が１１１ＩＩＩ＋程度であるこ
とが多いので大部分の光波ビームを光伝搬層３３に導入
させることができず、５ｒＭ１以上では光デノくイスの
小型化が困難となり適当ではない。さらに、第４図に示
すように上記光伝搬層３３の側面を連続して構成する平
面３３３のなす交角θがぴから６°の範囲にあることが
良いこと金兄い出した。さらに交角θにおいて、入光路
３３１側から出光路３３２側へ上記交角θを減少させつ
つ入光路３３１と上記出光路３３２を連結させるとよい
ことを見い出した。入光路３３１から入射した光波ビー
ムは光伝搬層３３の側面３３３で全反射を繰り返し出光
路３３２へ伝搬する。光伝搬層３３の伝搬途中で光波ビ
ームは集光し出光路３３２の近傍で例えば伝搬層３３の
幅員が６０μｍ以下になると光波ビームはスラブ型の伝
搬モードから矩形型の伝搬モードが無視できなくなり、
光波ビームは全反射からある位相定数を有し伝搬層３３
を伝搬する。
このため、光伝搬層３３の側面を連続して構成する平面
３３３のなす交角θが６°より大きいと入光路３３１か
ら伝搬した光波ビームが出光路３３２近傍で６°より大
きい全反射角で伝搬してくるため、矩形モード領域にな
ると大きな伝搬ロスを生じる。
３３３のなす交角θが６°より大きいと入光路３３１か
ら伝搬した光波ビームが出光路３３２近傍で６°より大
きい全反射角で伝搬してくるため、矩形モード領域にな
ると大きな伝搬ロスを生じる。
また、出光路３３２近傍では矩形モードが生じてくるの
で交角θは６°よりも小さく０°に近いのが適当である
。したがって出光路３３２に近づくにつれて幅員が狭ぐ
なシ矩形モードの位相定数の変化が大きいので、出光路
３３２に近づくのにつれて交角θを小さくしてゆき出光
路３３２に連結すると伝搬ロスなく光波ビームは出光路
３３２へと伝搬する。もちろん、平面３３３を無限小に
し曲面としても良いが、集束器を形成するためにフォト
リン加工する場合のマスク形成は平面３３３を形成する
のにマスクは直線で構 されるので簡単であ、リフォト
リソ加工用のマスクが廉価に形成できる利点を有してい
る。
で交角θは６°よりも小さく０°に近いのが適当である
。したがって出光路３３２に近づくにつれて幅員が狭ぐ
なシ矩形モードの位相定数の変化が大きいので、出光路
３３２に近づくのにつれて交角θを小さくしてゆき出光
路３３２に連結すると伝搬ロスなく光波ビームは出光路
３３２へと伝搬する。もちろん、平面３３３を無限小に
し曲面としても良いが、集束器を形成するためにフォト
リン加工する場合のマスク形成は平面３３３を形成する
のにマスクは直線で構 されるので簡単であ、リフォト
リソ加工用のマスクが廉価に形成できる利点を有してい
る。
このだめ従来の第２図（ｂ）に示すようなレンズ型集束
器の場合レンズの焦点に位置するスラブ型導波路と矩形
型導波路の連結部において光の伝搬ロスが生じるが、本
発明における光集束器においては伝搬ロスの低減が実現
される。
器の場合レンズの焦点に位置するスラブ型導波路と矩形
型導波路の連結部において光の伝搬ロスが生じるが、本
発明における光集束器においては伝搬ロスの低減が実現
される。
本発明者らは、この種の光導波路の形成に、最適の構成
材料があることを発見した。
材料があることを発見した。
すなわち、本発明者らは、第３図〜第６図に示した構造
において、基板をＭｇＯ、ａ−ＡＱ□０３（サファイア
）、スピネル、５ｒＴｉ０３のうちのいずれかで構成し
、光伝搬層を、ＢａＴｔＯ３，ＰｂＴｉＯ３あるいはＰ
ＬＺＴ系化合物のうちのいずれかで構成すると、形成も
容易でかつ各種の機能デバイスとの集積化も容易である
ことを発見した。すなわち、第３図〜第５図に示した構
造の光導波路において、光伝搬層中の光の屈折率が、基
板中の光の屈折率よシ大きいという基本的な条件以外に
、光導波路として実用するには、例えば光伝搬媒質中の
光の伝搬損失が小さいこと、また光伝搬媒質が形成され
得るような特性をもった基板であることが重要である。
において、基板をＭｇＯ、ａ−ＡＱ□０３（サファイア
）、スピネル、５ｒＴｉ０３のうちのいずれかで構成し
、光伝搬層を、ＢａＴｔＯ３，ＰｂＴｉＯ３あるいはＰ
ＬＺＴ系化合物のうちのいずれかで構成すると、形成も
容易でかつ各種の機能デバイスとの集積化も容易である
ことを発見した。すなわち、第３図〜第５図に示した構
造の光導波路において、光伝搬層中の光の屈折率が、基
板中の光の屈折率よシ大きいという基本的な条件以外に
、光導波路として実用するには、例えば光伝搬媒質中の
光の伝搬損失が小さいこと、また光伝搬媒質が形成され
得るような特性をもった基板であることが重要である。
さらに、この種の集束器が、小型化あるいは集積化光デ
バイスにも応用されるには、光伝搬層が光デバイスと同
一材料であることが必要であり、例えば大きい電気光学
効果を示す必要がある。
バイスにも応用されるには、光伝搬層が光デバイスと同
一材料であることが必要であり、例えば大きい電気光学
効果を示す必要がある。
本発明者らは、第３図〜第６図に示した本発明の構成と
その実現の可能性について、構成材料を変えて探索した
結果、例えば、光伝搬層として、ＰｂＴｉＯ３薄膜が、
基板にサファイア（α−Ａ２２０３）単結晶板が、それ
ぞれ有用であることを確認した。
その実現の可能性について、構成材料を変えて探索した
結果、例えば、光伝搬層として、ＰｂＴｉＯ３薄膜が、
基板にサファイア（α−Ａ２２０３）単結晶板が、それ
ぞれ有用であることを確認した。
すなわち、この種の構成材料では、スパッタリング法と
いう薄膜形成技術を導入−することによシ、比較的低温
で、本発明にかかる構造の光集束器が実親でき、光ＩＣ
など、光集積化デバイスの実現に有効であることを本発
明者らは確認した。
いう薄膜形成技術を導入−することによシ、比較的低温
で、本発明にかかる構造の光集束器が実親でき、光ＩＣ
など、光集積化デバイスの実現に有効であることを本発
明者らは確認した。
本発明をよシ深く理解できるようにするために、より具
体的に、本発明にがかる光導波路の形成手順と構成材料
要素を説明する。本発明にかかる光集束器は、まず、例
えばサファイア（０００１）面の単結晶板を基板にし、
例えば高周波スパッタリングで、ＰｂＴｉＯ３薄膜を蒸
着する。この場合、基板温度を６００℃程度にし、化学
組成がＰｂＴｉＯ３の化学当量比からのずれがないよう
にすると、（１１１）面のＰｂＴｉＯ３の透明な単結晶
薄膜が形成される。このＰｂＴｉＯ３薄膜を第３図〜第
６図に示すｒうに通常のフォ） ＩＪソ加工を施す゛と
本発明にかかる構成の光集束器が効果的に実現されるこ
とを本発明者らは確認した。
体的に、本発明にがかる光導波路の形成手順と構成材料
要素を説明する。本発明にかかる光集束器は、まず、例
えばサファイア（０００１）面の単結晶板を基板にし、
例えば高周波スパッタリングで、ＰｂＴｉＯ３薄膜を蒸
着する。この場合、基板温度を６００℃程度にし、化学
組成がＰｂＴｉＯ３の化学当量比からのずれがないよう
にすると、（１１１）面のＰｂＴｉＯ３の透明な単結晶
薄膜が形成される。このＰｂＴｉＯ３薄膜を第３図〜第
６図に示すｒうに通常のフォ） ＩＪソ加工を施す゛と
本発明にかかる構成の光集束器が効果的に実現されるこ
とを本発明者らは確認した。
以上の説明では、基板としてサファイア単結晶板の（０
００１）面について述べたが、同様な効果は、Ｍ（ＪＯ
，ＳｒＴｉＯ３単結晶（１００）面一？、スピネル（Ｍ
ｇ Ｏ−Ａ ｆ）、 ２０３ ）単゛結晶（７）（１１
０）面を基板に用いても得られることを確認した。この
場合は、Ｐ ｂ Ｔ ｓ Ｏｓ薄膜は（１００）面が成
長する・さらに、光伝搬層も、ＰｂＴｉＯ３以外に、Ｂ
ａ ＴｉＯ３や、ＰＬＺＴ系薄膜例えば、ＰＬＺＴ（
９／６５／３５）。
００１）面について述べたが、同様な効果は、Ｍ（ＪＯ
，ＳｒＴｉＯ３単結晶（１００）面一？、スピネル（Ｍ
ｇ Ｏ−Ａ ｆ）、 ２０３ ）単゛結晶（７）（１１
０）面を基板に用いても得られることを確認した。この
場合は、Ｐ ｂ Ｔ ｓ Ｏｓ薄膜は（１００）面が成
長する・さらに、光伝搬層も、ＰｂＴｉＯ３以外に、Ｂ
ａ ＴｉＯ３や、ＰＬＺＴ系薄膜例えば、ＰＬＺＴ（
９／６５／３５）。
ＰＬＴ、ＰＺＴなどのペロブスカイト構造の薄膜でも、
ＰｂＴ１０３と同様の形成プロセスで形成テキ、電気光
学効果も大きく、本発明にかかる光集束器の構成材料と
して有効であることを本発明者らは確認した。
ＰｂＴ１０３と同様の形成プロセスで形成テキ、電気光
学効果も大きく、本発明にかかる光集束器の構成材料と
して有効であることを本発明者らは確認した。
本発明者らは、同様の構成材料として、基板として、Ｂ
ＧＯ（Ｂ１１２ＧｅＯ２ｏ）単結晶を用い、光伝搬層ヲ
Ｂ Ｔ Ｏ（Ｂ ｚ １２ Ｔ ｔ ０２０ ）あるい
はＢ５０（Ｂｉ、２ＳｉＯ２ｏ）薄膜でも可能であるこ
とを確認した。なお、同様の効果を示す構成材料として
、基板用にＬ ｉ Ｔ ａ Ｏｓ単結晶板が、また光−
伝搬層用にＬ ｚ Ｎ ｂ Ｏｓ薄膜がそれぞれあるこ
とを本発明者らは確認した。さらに、同様の効果を示す
構成材料として、基板用にＬｉＮｂＯ３単結晶板が、ま
た光伝媒層用にＴｉ拡散Ｌ ｚ Ｎｂ Ｏｓ層があるこ
とを本発明者らは確認した。
ＧＯ（Ｂ１１２ＧｅＯ２ｏ）単結晶を用い、光伝搬層ヲ
Ｂ Ｔ Ｏ（Ｂ ｚ １２ Ｔ ｔ ０２０ ）あるい
はＢ５０（Ｂｉ、２ＳｉＯ２ｏ）薄膜でも可能であるこ
とを確認した。なお、同様の効果を示す構成材料として
、基板用にＬ ｉ Ｔ ａ Ｏｓ単結晶板が、また光−
伝搬層用にＬ ｚ Ｎ ｂ Ｏｓ薄膜がそれぞれあるこ
とを本発明者らは確認した。さらに、同様の効果を示す
構成材料として、基板用にＬｉＮｂＯ３単結晶板が、ま
た光伝媒層用にＴｉ拡散Ｌ ｚ Ｎｂ Ｏｓ層があるこ
とを本発明者らは確認した。
また、具体例で示した基板あるいは光伝搬要用の材料以
外でも、化学組成や結晶方位等を変化させることにより
、前記同様の効果を得ることができる。
外でも、化学組成や結晶方位等を変化させることにより
、前記同様の効果を得ることができる。
例えば、ｍ−ｖ族化合物でも本発明の構成の基本条件さ
え満足されていればよく、例えば基板にＧａＰ を、光
伝搬層にＧ ａ Ａ ｓをそれぞれ用いてもよい。この
場合、赤外線用の光導波路として有効でおる。また１、
ｎ−ｖｉ族化合物でもよく、例えば基板にＺｎ５ｅ単結
晶を、光伝搬層に７．ｎＴｅを用いてもよい。
え満足されていればよく、例えば基板にＧａＰ を、光
伝搬層にＧ ａ Ａ ｓをそれぞれ用いてもよい。この
場合、赤外線用の光導波路として有効でおる。また１、
ｎ−ｖｉ族化合物でもよく、例えば基板にＺｎ５ｅ単結
晶を、光伝搬層に７．ｎＴｅを用いてもよい。
またζこれらの■−■族化合物、例えばＺｎＯ。
ＺｎＳ、ＣｄＳ、Ｚｎ５ｅ、ＺｎＴｅあるいはこれらの
化合物を光伝搬層に用い、基板にα−Ａ２２０３を用い
てもよい。例えば、ＺｎＯを光伝搬層に用いる場合、例
えば、（ｏｏｏｌ）面あるいは（ｏ１〒２）面のα−Ａ
２２０３単結晶の基板を用い、ＺｎＯ膜を例えばマグネ
トロンスパッタで蒸着すると、スパッタ蒸着中の基板温
度が３００〜４００℃という低温でも、光伝搬損失が例
えば２ ｄ Ｂ／、以下という良好な単結晶薄膜がエピ
タキシャル成長し、この種の先導波路の形成に有用であ
ることを本発明者らは確認している。
化合物を光伝搬層に用い、基板にα−Ａ２２０３を用い
てもよい。例えば、ＺｎＯを光伝搬層に用いる場合、例
えば、（ｏｏｏｌ）面あるいは（ｏ１〒２）面のα−Ａ
２２０３単結晶の基板を用い、ＺｎＯ膜を例えばマグネ
トロンスパッタで蒸着すると、スパッタ蒸着中の基板温
度が３００〜４００℃という低温でも、光伝搬損失が例
えば２ ｄ Ｂ／、以下という良好な単結晶薄膜がエピ
タキシャル成長し、この種の先導波路の形成に有用であ
ることを本発明者らは確認している。
また基板に課せられる特性も、必ずしも基板全体に要求
されることはなく、基板の表面さえ満足されていればよ
い。
されることはなく、基板の表面さえ満足されていればよ
い。
本発明者らは光集束器用の先導波路として、第３図に示
す構成のものを用いたが、第１ ｍ（ｂ） 、 （ｃ）
および（ｄ）に示す構成の光導波路を用いても、本発＼ 明の効果が得られることを見い、比した。
す構成のものを用いたが、第１ ｍ（ｂ） 、 （ｃ）
および（ｄ）に示す構成の光導波路を用いても、本発＼ 明の効果が得られることを見い、比した。
以上の説明から明らかなごとく、本発明にかかる光集束
器は、従来の平面レンズ型に見られたようなスラブ型導
波路と矩形型導波路の連結点における光波ビームの伝搬
ロスを防止でき、また平面レンズを形成する必要がない
ので一工程を省略することができる。したがって、本発
明にかかる光集束器は光デバイスの小型化、集積化およ
び低価格化に有効である。
器は、従来の平面レンズ型に見られたようなスラブ型導
波路と矩形型導波路の連結点における光波ビームの伝搬
ロスを防止でき、また平面レンズを形成する必要がない
ので一工程を省略することができる。したがって、本発
明にかかる光集束器は光デバイスの小型化、集積化およ
び低価格化に有効である。
第１図（ａｌ 、 （ｂ） 、 （０） 、 （ｄ）は
それぞれ薄膜先導波路の構成を示す斜視図、第２図（ａ
） 、 （ｂ）はそれぞれ従来の光集束機の斜視図、第
３図、第４図、第６図はそれぞれ本発明の一実施例であ
る光集束器の斜視図、平面図、および断面図である。 １１．１３，１５，１８，３２，２１１，２２１・・・
・・・基板、１６ 、３３・・・・・・光伝搬層、３３
１・・・・・・入光路、３３２・・・・・・出光路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１８
２ｍ 第３１ 第４５ １１５ａｉ
それぞれ薄膜先導波路の構成を示す斜視図、第２図（ａ
） 、 （ｂ）はそれぞれ従来の光集束機の斜視図、第
３図、第４図、第６図はそれぞれ本発明の一実施例であ
る光集束器の斜視図、平面図、および断面図である。 １１．１３，１５，１８，３２，２１１，２２１・・・
・・・基板、１６ 、３３・・・・・・光伝搬層、３３
１・・・・・・入光路、３３２・・・・・・出光路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１８
２ｍ 第３１ 第４５ １１５ａｉ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１透明基板上に、上記透明基板の屈折率より大きい
屈折率を有し、かつ入光路と出光路をもち。 上記入光路から上記出光路へ単調に幅員を減少させた光
伝搬層を設け、先導波路を構成したことを特徴とする光
集束器〇 （２）出光路の幅員が一定で、かつ１μｍから６０μｍ
の範囲にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の光集束器・ （３）入党路の幅員が０．０２から５１１１ｆｆ＋の範
囲にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
光集束器◎ （４）出光路と入党路を連結する光伝搬層の側面が２つ
以上の平面で構成されたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の光集束器＠ （６）隣シ合った平面のなす交角が００から６°の範囲
にあることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の光
集束器。 （６）交角が入党路側から出光路側に向うにつれ減少す
ることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の光集束
器。 Ｃ）基板が、ＭｑＯ，α−Ａぶ。０３（サファイア）。 スピネル、５ｔＴｉＯのうち少なくとも一種で構成され
、かつ、光伝搬層が、ＢａＴｉＯ３，ｐｂ’ｒｔｏ３゜
ＰＬＺＴ系化合物のうち少なくとも一種で構成されたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光集束器。 （８）基板がＢＧＯ（Ｂ１１２Ｇｅｏ２ｏ）で構成され
、かつ、光伝搬層がＢＴＯ（Ｂ１１２ＴｉＯ２゜）ある
いは、Ｂ５０（Ｂ’ｉ、２ＳｉＯ２ｏ）で構成されたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記鎌第う”！ｆｌ
ｆｆ−の光集束器。 （９）基板がＬ ｉ Ｔ ａ Ｏｓで構成され、かつ、
光伝搬層がＬｉＮｂＯ３で構成され起ことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の光集束器。 （１ｏ）基板がＬｉＮｂＯ３で構成され、かつ光伝搬層
がＴｉ拡散Ｌ ｉ ＮｂＯ３で構成されたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の光集束器。 （１１）基板がＧａＰで構成され、かつ、光伝搬層がＧ
ａ Ａ ｓで構成されたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の光集束器。 （１２）基板がａ−Ａｘ ２０３で構成され、かつ、光
伝搬層がＺｎＯ，ＺｎＳ、ＣｄＳ、Ｚｎ５ａ、ＺｎＴｅ
のうちの少なくとも一種で構成されたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の光集束器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5635382A JPS58173704A (ja) | 1982-04-05 | 1982-04-05 | 光集束器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5635382A JPS58173704A (ja) | 1982-04-05 | 1982-04-05 | 光集束器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58173704A true JPS58173704A (ja) | 1983-10-12 |
Family
ID=13024863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5635382A Pending JPS58173704A (ja) | 1982-04-05 | 1982-04-05 | 光集束器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58173704A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61156206A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-15 | Omron Tateisi Electronics Co | 光学装置 |
| WO1999066360A1 (en) * | 1998-06-12 | 1999-12-23 | Bookham Technology Plc | Waveguide end face |
| GB2388917A (en) * | 2002-05-25 | 2003-11-26 | Bookham Technology Plc | Semiconductor optical waveguide with a varying taper |
| EP1189084B1 (en) * | 2000-09-13 | 2011-04-20 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Planar lightwave circuit and optical circuit |
-
1982
- 1982-04-05 JP JP5635382A patent/JPS58173704A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61156206A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-15 | Omron Tateisi Electronics Co | 光学装置 |
| WO1999066360A1 (en) * | 1998-06-12 | 1999-12-23 | Bookham Technology Plc | Waveguide end face |
| US6266468B1 (en) | 1998-06-12 | 2001-07-24 | Bookham Technology Plc | Waveguide end face |
| EP1189084B1 (en) * | 2000-09-13 | 2011-04-20 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Planar lightwave circuit and optical circuit |
| GB2388917A (en) * | 2002-05-25 | 2003-11-26 | Bookham Technology Plc | Semiconductor optical waveguide with a varying taper |
| US6853775B2 (en) | 2002-05-25 | 2005-02-08 | Bookham Technology, Plc | Semiconductor optical waveguide device |
| US7035509B2 (en) | 2002-05-25 | 2006-04-25 | Bookham Technology, Plc | Semiconductor optical waveguide device |
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