JPS5919906A - 光導波路形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）発明の技術分野 本発明は、拡散型３次元光導波路に係り、とくにその交
差型光導波路の形成方法に関する。

（ｂ）技術の背景 光導波路は、微小な基板上に形成されるためにレンズ、
フィルター、反射鏡等を使用する空間伝播型の光回路に
比して光学系の高度の調整が不要である、また、集積化
の可能性を有する等の理由によってその実用化が期待さ
れている。

光導波路を集積化する場合には、複数の光導波路が交差
することが避けられず、この場合、任意の１つの光導波
路とこれに交差する他の光導波路との間での光信号のク
ロストークができるだけ小さいことが必要である。

（ｃ）従来技術と問題点 上記クロストークが生ずる原因の１つとして、２つの光
導波路が交差する部分における屈折率が一様でないこと
が挙げられる。

すなわち、第１図に示すように、例えばＬｉＮｂＯ３等
の結晶からなる基板１の表面上に金属チタンからなる２
つの細条層２を交差するように被着し、これを例えば９
６０°Ｃで５時間熱処理することによって前記金属チタ
ンが基板１に拡散し、基板１より高い屈折率を有する光
導波路３が形成されるのであるが、このようにして基板
１に拡散したチタンの濃度は通常第２図に示すような等
濃度曲線を以て分布し領域４において最も濃度が高く、
この周囲に行くにしたがって濃度が低くなることが見出
されている。（特願昭５５−１６４０９１）前記基板１
に拡散したチタンの濃度とその部分の屈折率とはほぼ比
例関係にあるので、第２図における等濃度曲線は等屈折
率曲線を示していることになる。

上記のように、光導波路の交差部分においてとくに屈折
率が不均一となり、これが前記クロストーク発生の原因
の１つとなるのである。

このために、従来、光導波路形成時において前記拡散物
質の層を一様に薄くすることによって拡散量を小さくし
、これによって前記交差部分における屈折率の不均一さ
をできるだけ小さくすることが行われていた。

しかし、上記従来の方法においては、形成される光導波
路の屈折率が全体にわたって低くなり、先導波路以外の
１１＋分との間に十分大きな屈折率差が得られなくなる
ために、光導波路内の伝播損失や外部光回路素子との結
合損失が大きくなる等、先導波路としての特性を損う欠
点があった。

（ｄ）発明の目的 本発明は、交差型光導波路において他の特性を損うこと
なく前記クロストークが減少された光導波路を形成する
方法の提供を目的とする。

（ｅ）発明の構成 本発明は、基板に金属等の物質を拡散させて交差型光導
波路を形成する方法において、該光導波路の交差部分と
なる領域に被着される前記拡散物質の層厚に対し、該交
差部分における所望の屈折率分布に応して変化を与えて
おくことを特徴とする。

（ｆ）発明の実施例 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

以下の図面において既出の図におけるものと同しものに
は同一符号を付しである。

上記のような交差型光導波路の交差部分における屈折率
の不均一が存在することによるクロストークの発生は、
第３図に示すように、光導波路５を進行する光８が交差
部分における高屈折率領域４で屈折され、光導波路６の
側面で反射され、光導波路６１に分岐されることによる
ものである。

したがって、本発明はこの交差部分全域を高屈折率領域
４の屈折率に等しく大くすることによって、上記のよう
な交差部分における光の屈折現象をなくし、光を該交差
部分を直進させることを可能にし、これによって前記ク
ロストークを減少させるものである。

したがって、本発明によれば、前記従来のクロストーク
低減方法におけるように、光導波路の交差部分における
゛屈折率が必然的に減少されることはなく、前述のよう
なりロストーク低減と伝播損失の増大等の特性劣化との
トレードオフを回避できることになる。

本発明は、第４図に示すように、光導波路形成時にその
交差部分に被着される前記拡散物質の層厚を斜線領域７
において大きくしておき、これを拡散させるものである
。この場合、前記斜線領域７以外の部分７１においては
、拡散物質の層厚はすべて斜線領域７におけるよりも薄
い一様の層厚にしておく。

前記斜線領域７とそれ以外の部分７１とに被着される拡
散物質の層厚は、例えば基板としてＬｉＮｂＯ３を、ま
た拡散物質として金属チタンを用い、かつ該金属チタン
層の幅を１０μｍ、交差角を２度とした場合それぞれ７
７０人および５２０人である。

これを例えば１０４０°Ｃで５時間熱処理することによ
って形成された交差型光導波路におけるクロストークは
一１４ｄｂであり、一方、拡散物質層厚を全体にわたっ
て５２０人とし、通常の方法によって形成された交差型
先導波路におけるクロストークが−９ｄｂであるのに対
し顕著なりロストーク低減効果が現れおり、明らかに前
記交差部分における屈折率が均一化されていることを示
している。

（ｇ）発明の効果 本発明によれば、交差型光導波路の形成時における拡散
物質層の層厚を小さくすることなしに交差部分の屈折率
を均一化できるので、他の特性を損うことなくクロスト
ークの少ない交差型光導波路を提供できる効果がある。

また、交差角が小さい場合においてもクロストークを少
なくできるために、低電圧動作が可能な光スィッチを提
供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は交差型光導波路を形成するための基本構成を示
す図、第２図は交差型光導波路における拡散物質の濃度
分布を示す図、第３図は交差型光導波路におりるクロス
トーク発生機構を説明するための図、第４図は基板上に
拡散物質層を被着する場合の本発明に係る形状の一例を
示す図である。 図において、ｌは基板、２．７および７１は拡散物質層
、３．５．６および６１は光導波路、４は高屈折率領域
、８は光である。 拓１　図 あ、２図 邦　３　図 乙 兇４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板に金属等の物質を拡散させて交差型光導波路を形成
   する方法において、該光導波路の交差部分となる領域に
   被着される前記拡散物質の層厚に対し、該交差部分にお
   ける所望の屈折率分布に応じて変化を与えておくことを
   特徴とする光導波路形成方法