JPS59178415A - 薄膜光アイソレ−タとその製造方法 - Google Patents
薄膜光アイソレ−タとその製造方法Info
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- JPS59178415A JPS59178415A JP5240283A JP5240283A JPS59178415A JP S59178415 A JPS59178415 A JP S59178415A JP 5240283 A JP5240283 A JP 5240283A JP 5240283 A JP5240283 A JP 5240283A JP S59178415 A JPS59178415 A JP S59178415A
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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
- G02B6/132—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by deposition of thin films
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/09—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
- G02F1/095—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect in an optical waveguide structure
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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】
〔発明の利用分野〕
この発明は光通信に使用される４膜光アイソレータおよ
びその製造方法に関するものでめる。
びその製造方法に関するものでめる。
近年、光通信の実用化が急速に進展しておシ、光部品の
小型化、高信頼化に対する研究開発が押し進められてい
て、光巣槓回路の構成要素である光アイソレータとして
は磁気光学効果を利用したものが知られている。
小型化、高信頼化に対する研究開発が押し進められてい
て、光巣槓回路の構成要素である光アイソレータとして
は磁気光学効果を利用したものが知られている。
従来、光アイソレータにおいては、光がアイソレータ中
を伝搬する間にＴＥモードとＴＭモードの位相がずれ、
ＴＥ−ＴＭモード変換量が低下するという問題があった
。このため、ＴＥ−ＴＭ変換量の向上を図るため、ＴＢ
、ＴＭモードの位相差を除く各種の方法が検討さｎてき
ている。例えば、光導波路をリプ型構造にし、タテ、ヨ
コの長さを最適に選んでＴＥ波とＴＭ波の伝搬定数を等
しくしている。ここでは、このような位相整合が取れた
光導波路について考察する。
を伝搬する間にＴＥモードとＴＭモードの位相がずれ、
ＴＥ−ＴＭモード変換量が低下するという問題があった
。このため、ＴＥ−ＴＭ変換量の向上を図るため、ＴＢ
、ＴＭモードの位相差を除く各種の方法が検討さｎてき
ている。例えば、光導波路をリプ型構造にし、タテ、ヨ
コの長さを最適に選んでＴＥ波とＴＭ波の伝搬定数を等
しくしている。ここでは、このような位相整合が取れた
光導波路について考察する。
第１図は従来の光アイソレータを示す図である。
図において、ｌはＧｄ３Ｇａ５Ｏ１２単紹晶基板、２は
Ｊ３ｉ置換ＹＩＧ薄膜、３はｚｎｏ上層部、４はＡｔ金
属クラッド、５は磁界印加用強磁性薄膜、６はルチルプ
リズムである（石原、宮崎、赤尾。
Ｊ３ｉ置換ＹＩＧ薄膜、３はｚｎｏ上層部、４はＡｔ金
属クラッド、５は磁界印加用強磁性薄膜、６はルチルプ
リズムである（石原、宮崎、赤尾。
昭和５７年度電子通信学会総合全国大会講演予稿果ｐ、
４−７５）。
４−７５）。
この光アイソレータにおいてはＢｉ置換ＹＩＧ薄膜２上
にＺｎＯからなる上層部３を載せることを特徴としてい
る。ＺｎＯ膜は屈折率がＹＩＧより小さく、約１．９の
値をもち、光のとじ込め効率を高めて導波効率およびＴ
Ｅ−ＴＭモード変換量の向上を図る他、磁界印加用強磁
性薄膜と導波光との相互作用を防ぐバッファ一層として
の役割をもつ（滝、宮崎、赤尾、信学技報８０ （２２
７） 。
にＺｎＯからなる上層部３を載せることを特徴としてい
る。ＺｎＯ膜は屈折率がＹＩＧより小さく、約１．９の
値をもち、光のとじ込め効率を高めて導波効率およびＴ
Ｅ−ＴＭモード変換量の向上を図る他、磁界印加用強磁
性薄膜と導波光との相互作用を防ぐバッファ一層として
の役割をもつ（滝、宮崎、赤尾、信学技報８０ （２２
７） 。
ａ ｌ （１９８１） ）。
しかし、この光アイソレータには、用いたＺｎＯ膜が膜
形成時に極めて結晶化し易く、さらに結晶方位が配向す
るという問題がある。この結果、ブ０アイソレータ中を
導波するＴＥ−ＴＭモードの位相差が無くなるように導
波路断面の形状を整形し、導波路を等方的にしても、配
向したＺｎＯが複屈折を生ずるため、ＴＥ−ＴＭモード
変換量が著しく低下する。また、Ｂｉ置換ＹＩＧ薄膜の
下層であるＧｄ５ＧａｓＯｔｚ基板とＪ３ｉ置換ＹＩＧ
薄膜上層部のＺｎＯは屈折率が異なるため、導波路の形
状制御をしたとしてもＴｇモードとＴＭモードの間に位
相差が生ずることを避けることはできず、ＴＥ−ＴＭモ
ード変換量は低下した。一方、ｚｎ。
形成時に極めて結晶化し易く、さらに結晶方位が配向す
るという問題がある。この結果、ブ０アイソレータ中を
導波するＴＥ−ＴＭモードの位相差が無くなるように導
波路断面の形状を整形し、導波路を等方的にしても、配
向したＺｎＯが複屈折を生ずるため、ＴＥ−ＴＭモード
変換量が著しく低下する。また、Ｂｉ置換ＹＩＧ薄膜の
下層であるＧｄ５ＧａｓＯｔｚ基板とＪ３ｉ置換ＹＩＧ
薄膜上層部のＺｎＯは屈折率が異なるため、導波路の形
状制御をしたとしてもＴｇモードとＴＭモードの間に位
相差が生ずることを避けることはできず、ＴＥ−ＴＭモ
ード変換量は低下した。一方、ｚｎ。
が結晶化した多結晶膜は結晶粒界で散乱を生ずるため、
さらにモード変換量および光の透過率を低下させるとい
う問題がめる。
さらにモード変換量および光の透過率を低下させるとい
う問題がめる。
本発明は上述の薄膜光アイソレータにおける問題点を解
決するためになされたもので、第１の目的は複屈折を防
ぎ、ＴＥ−ＴＭモード変換量を向上させること、第２の
目的は多結晶化を防ぎ、ＴＥ−ＴＭモード変換蓋の向上
および光の透過率の向上を図ること、第３の目的はＴＥ
−ＴＭモード変換量の温度特性を一定にすることである
。
決するためになされたもので、第１の目的は複屈折を防
ぎ、ＴＥ−ＴＭモード変換量を向上させること、第２の
目的は多結晶化を防ぎ、ＴＥ−ＴＭモード変換蓋の向上
および光の透過率の向上を図ること、第３の目的はＴＥ
−ＴＭモード変換量の温度特性を一定にすることである
。
この目的を達成するため、本発明においては上層部に鉄
を含まないガーネット膜をスパッタ蒸着法に工つて形成
する。すなわち、本発明は複屈折をセージないガーネッ
ト膜を上層部に形成することにより、複屈折によるＴＥ
−ＴＭモード変換量の低下を防止したものである。また
、上層部にガーネット膜を使用した結果、ガーネット膜
はスパッタ蒸着の際、基板温度が６００ｃ以下であれば
非晶質状態を保ち、６００Ｃ以上で結晶化する際も下地
の鉄ガーネットの影響によって単結晶化することが明ら
かになシ、この結果、結晶粒界による光の散乱を受ける
ことがなくなｐ、ＴＥ−ＴＭモード変換率が向上した。
を含まないガーネット膜をスパッタ蒸着法に工つて形成
する。すなわち、本発明は複屈折をセージないガーネッ
ト膜を上層部に形成することにより、複屈折によるＴＥ
−ＴＭモード変換量の低下を防止したものである。また
、上層部にガーネット膜を使用した結果、ガーネット膜
はスパッタ蒸着の際、基板温度が６００ｃ以下であれば
非晶質状態を保ち、６００Ｃ以上で結晶化する際も下地
の鉄ガーネットの影響によって単結晶化することが明ら
かになシ、この結果、結晶粒界による光の散乱を受ける
ことがなくなｐ、ＴＥ−ＴＭモード変換率が向上した。
さらに、本発明の光アイソレータは全てガーネット系材
料で構成されるため、熱膨張係数がほぼ等しくなシ、温
度変化に基づいて膜界面に生ずる歪がなくな、９、ＴＥ
−ＴＭ〔発明の実施例〕 以下、実施例によりこの発明の詳細な説明する。
料で構成されるため、熱膨張係数がほぼ等しくなシ、温
度変化に基づいて膜界面に生ずる歪がなくな、９、ＴＥ
−ＴＭ〔発明の実施例〕 以下、実施例によりこの発明の詳細な説明する。
実施例１
第２図は本発明に係る薄膜光アイソレータを示す断面図
である。図において、７は第１表に示す鉄を含まないガ
ーネット単結晶基板、８は第１表に示す鉄ガーネツト薄
膜、９は第１表に示す鉄を含まないガーネット上層部、
１ｏはＡｔ金属クラッド、１１は磁界印加用強磁性薄ｍ
、ｌ ２はルナ。
である。図において、７は第１表に示す鉄を含まないガ
ーネット単結晶基板、８は第１表に示す鉄ガーネツト薄
膜、９は第１表に示す鉄を含まないガーネット上層部、
１ｏはＡｔ金属クラッド、１１は磁界印加用強磁性薄ｍ
、ｌ ２はルナ。
ルプリズムである。この光アイソレータを製造するには
、まず基板単結晶７上に尚周波スパッタ、マグネトロン
スパッタ、イオンビームスパッタのうちいずれかの方法
で０．５〜５μｍの厚さで鉄ガーネツト薄膜を形成する
。ついで、ホトレジスト工程の後、イオンミリングある
いは反応性イオンエツチング法によって鉄ガーネツト薄
膜を１〜１０μｍ幅の導波路状に整形する。さらに、こ
のようにして形成した導波路状の単結晶鉄ガーネットを
覆うように上述のスパッタ法によって第１表に示す鉄を
含−まないガーネット薄膜を０．５〜２ ゛μｍ
形成する。以上の工程において鉄ガーネツト薄膜を形成
するときの基板温度が約６００Ｃ以上の場合は単結晶鉄
ガーネット薄膜が得られ、それ以下の温度では非晶質薄
膜であった。非晶質膜はスパッタ蒸着後、ある□いは導
波路状に整形した後、６０００以上に加熱すれば単結晶
化させることができた。また、上層部の鉄を含まないガ
ーネット膜は基板温度が６００Ｃ以下の場合非晶質膜で
あり、６００Ｃ以上では下層の鉄ガーネット単結晶膜の
影響で単結晶することが明らかになった。
、まず基板単結晶７上に尚周波スパッタ、マグネトロン
スパッタ、イオンビームスパッタのうちいずれかの方法
で０．５〜５μｍの厚さで鉄ガーネツト薄膜を形成する
。ついで、ホトレジスト工程の後、イオンミリングある
いは反応性イオンエツチング法によって鉄ガーネツト薄
膜を１〜１０μｍ幅の導波路状に整形する。さらに、こ
のようにして形成した導波路状の単結晶鉄ガーネットを
覆うように上述のスパッタ法によって第１表に示す鉄を
含−まないガーネット薄膜を０．５〜２ ゛μｍ
形成する。以上の工程において鉄ガーネツト薄膜を形成
するときの基板温度が約６００Ｃ以上の場合は単結晶鉄
ガーネット薄膜が得られ、それ以下の温度では非晶質薄
膜であった。非晶質膜はスパッタ蒸着後、ある□いは導
波路状に整形した後、６０００以上に加熱すれば単結晶
化させることができた。また、上層部の鉄を含まないガ
ーネット膜は基板温度が６００Ｃ以下の場合非晶質膜で
あり、６００Ｃ以上では下層の鉄ガーネット単結晶膜の
影響で単結晶することが明らかになった。
このようにして得られた光アイソレータは上層部が複屈
折金有しないガーネット膜であること、上層部が非晶質
あるいは単結晶膜のため粒界散乱を生じないことが確認
され、第１表に示すようにＴＥ−ＴＭモード変換量がい
ずれも７０チ以上の値になシ、従来法に比べて一段と向
上した。また、温度特性を調べた結果、極めて良い特性
を示し、温度変化によるモード変換量の変化はほとんど
見られなかった。なお、測定に使用したレーザー波長は
１．１５４１ｍであった。
折金有しないガーネット膜であること、上層部が非晶質
あるいは単結晶膜のため粒界散乱を生じないことが確認
され、第１表に示すようにＴＥ−ＴＭモード変換量がい
ずれも７０チ以上の値になシ、従来法に比べて一段と向
上した。また、温度特性を調べた結果、極めて良い特性
を示し、温度変化によるモード変換量の変化はほとんど
見られなかった。なお、測定に使用したレーザー波長は
１．１５４１ｍであった。
以上説明したように、この発明に係る光アイソレータに
おいてはＴＥ−ＴＭモード変換蓋が従来法に比較して高
い。”ｆ、ｆｃ−ＴＥ−ＴＭモード変換量の温度特性は
極めて優れている。このように、本発明の効果は顕著で
ある。また、本発明はスパッタリング法によってガーネ
ット膜の形成を行なったため、はじめて可能になったも
のである。
おいてはＴＥ−ＴＭモード変換蓋が従来法に比較して高
い。”ｆ、ｆｃ−ＴＥ−ＴＭモード変換量の温度特性は
極めて優れている。このように、本発明の効果は顕著で
ある。また、本発明はスパッタリング法によってガーネ
ット膜の形成を行なったため、はじめて可能になったも
のである。
第１図は従来の光アイソレータを示す断面図、第２図は
本発明の一実施例における光アイソレータを示す断面図
である。 １−ＧｄｓＧａｓＯｔｚ単結晶基板、２・・・Ｂｔ置換
ＹＩＧ薄膜、３・・・ＺｎＯ上層部、４・・・ＡＡ金属
クラッド、５・・・磁界印加用強磁性薄膜、６・・・ル
チルプリズム、７・・・鉄を含まないガーネット単結晶
基板、８・・・鉄ガーネツト単結晶膜、９・・・鉄を含
まないガーネット上層部、１０・・・Ａ４金属クラッド
、１１・・・磁界第１図 第 Ｚ 図
本発明の一実施例における光アイソレータを示す断面図
である。 １−ＧｄｓＧａｓＯｔｚ単結晶基板、２・・・Ｂｔ置換
ＹＩＧ薄膜、３・・・ＺｎＯ上層部、４・・・ＡＡ金属
クラッド、５・・・磁界印加用強磁性薄膜、６・・・ル
チルプリズム、７・・・鉄を含まないガーネット単結晶
基板、８・・・鉄ガーネツト単結晶膜、９・・・鉄を含
まないガーネット上層部、１０・・・Ａ４金属クラッド
、１１・・・磁界第１図 第 Ｚ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、鉄ガーネットからなる磁気光学材料の光導波路を鉄
を含まないガーネット材料で覆うことを特徴とする薄膜
光アイソレータ。 ２、鉄を含まないガーネット率結晶上に鉄ガーネツト単
結晶膜を形成し、さらに鉄を含まないガーネット膜で覆
う工程をスパッタ蒸着法によって行なうことを特徴とす
る薄膜光アイソレータの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5240283A JPS59178415A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 薄膜光アイソレ−タとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5240283A JPS59178415A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 薄膜光アイソレ−タとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59178415A true JPS59178415A (ja) | 1984-10-09 |
Family
ID=12913802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5240283A Pending JPS59178415A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 薄膜光アイソレ−タとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59178415A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62287211A (ja) * | 1986-05-21 | 1987-12-14 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ | 光学ストリップライン導波管の製造方法 |
| JPS6370222A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-03-30 | Casio Comput Co Ltd | 光制御素子 |
| EP1719006A2 (en) * | 2004-02-12 | 2006-11-08 | Panorama Labs Pty Ltd. | Apparatus, method, and computer program product for structured waveguide including performance-enhancing bounding region |
-
1983
- 1983-03-30 JP JP5240283A patent/JPS59178415A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62287211A (ja) * | 1986-05-21 | 1987-12-14 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ | 光学ストリップライン導波管の製造方法 |
| JPS6370222A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-03-30 | Casio Comput Co Ltd | 光制御素子 |
| EP1719006A2 (en) * | 2004-02-12 | 2006-11-08 | Panorama Labs Pty Ltd. | Apparatus, method, and computer program product for structured waveguide including performance-enhancing bounding region |
| EP1719006A4 (en) * | 2004-02-12 | 2007-07-04 | Panorama Labs Pty Ltd | APPARATUS, METHOD AND SOFTWARE PRODUCT FOR STRUCTURAL WAVEGUIDE INCLUDING DELIMITATION REGION INCREASING PERFORMANCE |
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