JPS6090311A - 回折格子付光導波膜の製造方法 - Google Patents
回折格子付光導波膜の製造方法Info
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- JPS6090311A JPS6090311A JP19873883A JP19873883A JPS6090311A JP S6090311 A JPS6090311 A JP S6090311A JP 19873883 A JP19873883 A JP 19873883A JP 19873883 A JP19873883 A JP 19873883A JP S6090311 A JPS6090311 A JP S6090311A
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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、光通信等の分野に用いる回折格子付光導波膜
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。
光通イ3分野における波長多重通信の有用性が認識され
るKつれて、量産に適する光分波器の出現が待たれてい
る。製造に伴う組立て工程と調整工程が比較的簡便な光
分波器として光導波膜を用いた導波形光分波器が提案さ
れている。しかし、従来光導波膜に分波機能を果たす回
折格子を作り込むことが困難であったため、第1図に例
示するように、基板1上に形成された光導波膜2の端面
の一部に外部から回折格子3を貼り合わせる必吸があっ
た。第1図において、(a)は平面状回折格子、(b)
は凹面状回折格子を貼シ合わせる場合を示す。
るKつれて、量産に適する光分波器の出現が待たれてい
る。製造に伴う組立て工程と調整工程が比較的簡便な光
分波器として光導波膜を用いた導波形光分波器が提案さ
れている。しかし、従来光導波膜に分波機能を果たす回
折格子を作り込むことが困難であったため、第1図に例
示するように、基板1上に形成された光導波膜2の端面
の一部に外部から回折格子3を貼り合わせる必吸があっ
た。第1図において、(a)は平面状回折格子、(b)
は凹面状回折格子を貼シ合わせる場合を示す。
貼シ合わせに際しては、あらかじめ光導波膜端面を精度
良く研磨仕上げしておく必要があり、光導波膜の他端に
設けられる光入出力部や光反射部との位1#2関係を配
慮、しながら研磨する]二程d長時間を要し、導波形光
分波器の低価格化を印書する要因となっていた。まだ、
外部から回折格子3を有機系の接着剤を用いて光導波膜
2の端面に貼り合わせるため、外部からの湿気や温度サ
イクルによって接着面が徐徐に劣化するという耐候性に
関するぼ念もあった。
良く研磨仕上げしておく必要があり、光導波膜の他端に
設けられる光入出力部や光反射部との位1#2関係を配
慮、しながら研磨する]二程d長時間を要し、導波形光
分波器の低価格化を印書する要因となっていた。まだ、
外部から回折格子3を有機系の接着剤を用いて光導波膜
2の端面に貼り合わせるため、外部からの湿気や温度サ
イクルによって接着面が徐徐に劣化するという耐候性に
関するぼ念もあった。
本発明は、光導波膜に一括生産性の高いフォトリングラ
フィの手法を用いて回折格子面を作り込むことにより、
回折格子付光導波膜ひいては導波形光分波器の量産を可
能とする回折格子付光導波膜の製造方法を提供するもの
である。
フィの手法を用いて回折格子面を作り込むことにより、
回折格子付光導波膜ひいては導波形光分波器の量産を可
能とする回折格子付光導波膜の製造方法を提供するもの
である。
以下本発明の詳細な説明する。
第2図は本発明の製造方法の基本工程例を示す図であり
、まず、基板1上に光導波膜2を形成したものを用意す
る(第2図a)。2bは保護膜であるが、本発明の構成
に必ずしも必須ではない。次に、光導波膜2上にレジス
ト膜4を形成し、フォトマスク5をレジスト膜上面に重
ねる(第2図b)。
、まず、基板1上に光導波膜2を形成したものを用意す
る(第2図a)。2bは保護膜であるが、本発明の構成
に必ずしも必須ではない。次に、光導波膜2上にレジス
ト膜4を形成し、フォトマスク5をレジスト膜上面に重
ねる(第2図b)。
フォトマスク5は所望の回折格子形状に対応する波状パ
ターン5aを含んでいる。フォトリングラフィの手段に
より露光と現像を行ない、波状パターン5aをくり抜か
れたレジスト膜4′を形成する(第2図C)。続いて、
このレジスト膜4′をマスクとして光導波膜2のエツチ
ングを行ない、このエツチング後にレジスト膜4′を除
去して、波状側面5bを有する溝6を得る(第2図d)
。最後に溝60波状側面5bをカバーするように反射金
属膜7を形成し、回折格子付光導波膜を得る。
ターン5aを含んでいる。フォトリングラフィの手段に
より露光と現像を行ない、波状パターン5aをくり抜か
れたレジスト膜4′を形成する(第2図C)。続いて、
このレジスト膜4′をマスクとして光導波膜2のエツチ
ングを行ない、このエツチング後にレジスト膜4′を除
去して、波状側面5bを有する溝6を得る(第2図d)
。最後に溝60波状側面5bをカバーするように反射金
属膜7を形成し、回折格子付光導波膜を得る。
第2図において、使用できる光導波膜としては、イオン
拡散法で形成した多成分ガラス光導波膜やLi Nb
O1系光導波膜、スピンコード等の手法で形成したプラ
スチック系光樽波膜、真空蒸着法やスパッタ法で形成し
た種種の光導波膜、S+C4。
拡散法で形成した多成分ガラス光導波膜やLi Nb
O1系光導波膜、スピンコード等の手法で形成したプラ
スチック系光樽波膜、真空蒸着法やスパッタ法で形成し
た種種の光導波膜、S+C4。
G e C14、T i C14等のガラス形成原料の
気相化学反応で形成した石英系ガラス光導波膜等を上げ
ることができる。
気相化学反応で形成した石英系ガラス光導波膜等を上げ
ることができる。
第2図では光導波膜のエツチングに先だちレジスト膜4
を形成しているが、光導波膜の拐質によって異なるエツ
チング特性のレジスト膜を2Nに形成する必要がある場
合もある。
を形成しているが、光導波膜の拐質によって異なるエツ
チング特性のレジスト膜を2Nに形成する必要がある場
合もある。
捷だ、第2図において第1図(a)に対応する平面状の
回折格子を形成する場合を例示したが、マスク5上の波
状パターン5aの形状を選ぶことにより第1図(b)に
対応する曲面状の回折格子等、任意形状の回折格子を光
4波膜に形成できるととは勿論である。
回折格子を形成する場合を例示したが、マスク5上の波
状パターン5aの形状を選ぶことにより第1図(b)に
対応する曲面状の回折格子等、任意形状の回折格子を光
4波膜に形成できるととは勿論である。
波状側面5bをカバーして形成すべき反射金属膜として
は、Au、AA等の材質が適当である。
は、Au、AA等の材質が適当である。
次に光導波膜として、石英系ガラス光導波膜を用いた場
合についてさらに詳細に本発明の製造工程を説明する。
合についてさらに詳細に本発明の製造工程を説明する。
捷ず、5iCt4. TlC4、BCts 、 Pct
、を原料とする火炎加水分解反応を利用して、石英ガラ
ス基板(5crnX5(1)、1.5N厚)上に光導波
膜を形成した。第3図にその断面構造を示す。第3図に
おいて、光導波膜2は保護膜2bに加えて、石英ガラス
基板1との境界にバッファ/42cを有している。保護
膜2b、バッファ層2Cのガラス組成は5iO2−B2
03−p2o、であり、その屈折率は基板1とほぼ等し
く設定した。膜厚はいずれも5μmである。光導波膜2
の膜厚は45μmであり、ガラス組成は5in2−’r
io2−B20s−PxO5でTiO□添加の量を調節
して屈折率はバッファ層、保護膜に比べて11%高くし
である。
、を原料とする火炎加水分解反応を利用して、石英ガラ
ス基板(5crnX5(1)、1.5N厚)上に光導波
膜を形成した。第3図にその断面構造を示す。第3図に
おいて、光導波膜2は保護膜2bに加えて、石英ガラス
基板1との境界にバッファ/42cを有している。保護
膜2b、バッファ層2Cのガラス組成は5iO2−B2
03−p2o、であり、その屈折率は基板1とほぼ等し
く設定した。膜厚はいずれも5μmである。光導波膜2
の膜厚は45μmであり、ガラス組成は5in2−’r
io2−B20s−PxO5でTiO□添加の量を調節
して屈折率はバッファ層、保護膜に比べて11%高くし
である。
第4図は本実施例で用いたフォトマスク5の波状パター
ン5aの拡大図であり、格子間隔dは4μmに、ブレー
ズ角度θは10度とした。寸法り、は20+lIJ。
ン5aの拡大図であり、格子間隔dは4μmに、ブレー
ズ角度θは10度とした。寸法り、は20+lIJ。
B2は1藺とした。
石英系ガラス光導波膜の場合には、単純なレジストによ
るエツチングが困難であるため、非晶質Si膜(a−8
i膜)を中間レジストする次の方法を用いた。すなわち
、寸ず、保護膜2b上に、a −8i膜ヲマグネトロン
・スパッタ法により6μm厚で形成した。次に、フォト
レジストAZ 1350 J ラミー8i膜上にスピン
コードし、第4図の波状パターン5aを含むフォトマス
ク5を用いて、フォトレジスト膜を露光・現像しブこ。
るエツチングが困難であるため、非晶質Si膜(a−8
i膜)を中間レジストする次の方法を用いた。すなわち
、寸ず、保護膜2b上に、a −8i膜ヲマグネトロン
・スパッタ法により6μm厚で形成した。次に、フォト
レジストAZ 1350 J ラミー8i膜上にスピン
コードし、第4図の波状パターン5aを含むフォトマス
ク5を用いて、フォトレジスト膜を露光・現像しブこ。
この段階で、フォトレジスト膜の波状パターン5aに対
応する部分が除去される。次に、CBrF、、ガスを用
いたドライエツチング法により、波状パターン5a部分
に対応する部分の露出したa−8l膜を除去した。続い
て、エツチングガスをC,F、、 、 C2H4混合ガ
スに変えて、波状パターン5a部に対応する石英系ガラ
ス光導波膜を55μm8度の深さまでドライエツチング
した。この時、光導波膜上に残っているa−8i膜がマ
スクとして働く。エツチング工程の最後にa−3i膜を
除去すると、第5図に示したように石英系ガラス光導波
膜に波状側面5bを有する溝6が現われた。
応する部分が除去される。次に、CBrF、、ガスを用
いたドライエツチング法により、波状パターン5a部分
に対応する部分の露出したa−8l膜を除去した。続い
て、エツチングガスをC,F、、 、 C2H4混合ガ
スに変えて、波状パターン5a部に対応する石英系ガラ
ス光導波膜を55μm8度の深さまでドライエツチング
した。この時、光導波膜上に残っているa−8i膜がマ
スクとして働く。エツチング工程の最後にa−3i膜を
除去すると、第5図に示したように石英系ガラス光導波
膜に波状側面5bを有する溝6が現われた。
最後に第5図における波状側面5bをカバーするように
Auを蒸着し、反躬形回折格子付の石英系ガラス光導波
膜を得だ。
Auを蒸着し、反躬形回折格子付の石英系ガラス光導波
膜を得だ。
上記の実施例におけるドライエツチングに際しては、平
面電極型の反応性スパッタエツチング装置を使用したた
め、エツチングの垂直性が良く、波状側面5bと基板「
I]とがなす角度αは88°であった。角度αが90°
から大きくそれると、光導波膜を伝播してきた導波光が
、反射金属膜を形成された回折格子面で反射する際に、
基板へ洩れる成分が増加し、不適当である。光導波膜の
構造にも依存するが、角度αは90°±4°の範囲にな
るようにエツチング条件を設定することが望ましい。
面電極型の反応性スパッタエツチング装置を使用したた
め、エツチングの垂直性が良く、波状側面5bと基板「
I]とがなす角度αは88°であった。角度αが90°
から大きくそれると、光導波膜を伝播してきた導波光が
、反射金属膜を形成された回折格子面で反射する際に、
基板へ洩れる成分が増加し、不適当である。光導波膜の
構造にも依存するが、角度αは90°±4°の範囲にな
るようにエツチング条件を設定することが望ましい。
以上説明したように、本発明の方法によれば、フォトリ
ノグラフィを活用することにより、外部から回折格子面
を貼り合わせる等の手段を用いることなく、回折格子付
光導波膜を一括大量生産できる。さらに1特筆すべき本
発明の効果としては、フォトマスクとして波状パターン
の他に光導波膜への光入力部、光出力部2等を含むマス
クを用意しておけば、機械的な導波膜端面研磨や光学的
な位置合わせをせず、無調整で導波形光分波器等を組み
立てることをあげることができる。すなわち、第6図は
本発明の一実施例で用いたマスクパターンであシ、第6
図(a)では、回折格子に対応する波状パターン5aの
他に、入出力光ファイバ位fδに対応する入出力部パタ
ーン61.凹面反射鏡に対応する凹面反射鏡パターン6
2を含んでいる。凹面反射鏡パターン62に対応する最
終的な光導波膜の溝側面には、波状パターン5aに対応
する波状側面溝と同様に、反射金属膜が形成されること
は言う1でもない。第6図(b)は、凹面回折格子に対
応する波状パターン62を含む例てあり、同時に2つの
分波器に対応するマスク例である。
ノグラフィを活用することにより、外部から回折格子面
を貼り合わせる等の手段を用いることなく、回折格子付
光導波膜を一括大量生産できる。さらに1特筆すべき本
発明の効果としては、フォトマスクとして波状パターン
の他に光導波膜への光入力部、光出力部2等を含むマス
クを用意しておけば、機械的な導波膜端面研磨や光学的
な位置合わせをせず、無調整で導波形光分波器等を組み
立てることをあげることができる。すなわち、第6図は
本発明の一実施例で用いたマスクパターンであシ、第6
図(a)では、回折格子に対応する波状パターン5aの
他に、入出力光ファイバ位fδに対応する入出力部パタ
ーン61.凹面反射鏡に対応する凹面反射鏡パターン6
2を含んでいる。凹面反射鏡パターン62に対応する最
終的な光導波膜の溝側面には、波状パターン5aに対応
する波状側面溝と同様に、反射金属膜が形成されること
は言う1でもない。第6図(b)は、凹面回折格子に対
応する波状パターン62を含む例てあり、同時に2つの
分波器に対応するマスク例である。
第7図は、第6図(b)に対応するマスクパターンより
作製した導波形光分波器であり、光入出力部溝71には
光フアイバ群72が設置され固定されている。入力ファ
イバから光導波膜2へと導入された波長多重光は、反射
金属膜7をコートされた波状側面5bから成る回折格子
面で回折されるとともに集光され、波長に応じて出力フ
ァイバ群72bへと分波される。なお、光フアイバ群7
2の外径は1.あらかじめ光入出力部溝の寸(に合わせ
て必要に応じて化学エツチングにより減少させておくこ
とができる。
作製した導波形光分波器であり、光入出力部溝71には
光フアイバ群72が設置され固定されている。入力ファ
イバから光導波膜2へと導入された波長多重光は、反射
金属膜7をコートされた波状側面5bから成る回折格子
面で回折されるとともに集光され、波長に応じて出力フ
ァイバ群72bへと分波される。なお、光フアイバ群7
2の外径は1.あらかじめ光入出力部溝の寸(に合わせ
て必要に応じて化学エツチングにより減少させておくこ
とができる。
なお、第7図の光入出力部に代り、第8図に例示したよ
うな導波路群81を介して光ファイバや光検知器と接続
することも可能であり、本発明の方法によれば、これら
の光導波路群81も回折格子(第8図では省略)作製と
同一のマスクパターンを用いて一括作製できる。このよ
うに、光導波膜の所望の位置に、回折格子面、反射面、
溝及び光導波路を機械研磨の制約を受けることなく自由
に形成することができ、この際、従来の場合なような回
折格子貼り合わせ位置や、入出力ファイバ設置位置の調
雅を個個の素子について行なう必要はなく、組立て調整
時間の大幅な短縮をみることができる。
うな導波路群81を介して光ファイバや光検知器と接続
することも可能であり、本発明の方法によれば、これら
の光導波路群81も回折格子(第8図では省略)作製と
同一のマスクパターンを用いて一括作製できる。このよ
うに、光導波膜の所望の位置に、回折格子面、反射面、
溝及び光導波路を機械研磨の制約を受けることなく自由
に形成することができ、この際、従来の場合なような回
折格子貼り合わせ位置や、入出力ファイバ設置位置の調
雅を個個の素子について行なう必要はなく、組立て調整
時間の大幅な短縮をみることができる。
本発明の方法で作製した回折格子の回折効率を調べる目
的で、第7図の配置で入力ファイバフ2aから白色光を
光導波膜2へと導入し、出力ファイバ群72bからの出
射光の波長依存性を調べたところ、回折効率はブレーズ
角度で強調された波長帯では80%以上に達し、充分実
用に供し得ることを確認した。
的で、第7図の配置で入力ファイバフ2aから白色光を
光導波膜2へと導入し、出力ファイバ群72bからの出
射光の波長依存性を調べたところ、回折効率はブレーズ
角度で強調された波長帯では80%以上に達し、充分実
用に供し得ることを確認した。
以上説明したように、本発明の方法によれば、回折格子
付光導波膜を光入出力部も含めてフメトリソグラフィの
手法で作製できるので、特に光通信の発展に伴って大量
の需要が見込せれる導波形光分波器の構成に応用して効
果か大である。
付光導波膜を光入出力部も含めてフメトリソグラフィの
手法で作製できるので、特に光通信の発展に伴って大量
の需要が見込せれる導波形光分波器の構成に応用して効
果か大である。
以上説明した具体的な実施例の光導波膜は、いわゆる多
モード用に相当する膜厚と屈折率差を有していだが、膜
厚の小さい単一モード用光導波膜にも本発明の方法が適
用できることは勿論である。
モード用に相当する膜厚と屈折率差を有していだが、膜
厚の小さい単一モード用光導波膜にも本発明の方法が適
用できることは勿論である。
また、本発明の具体的な実施例で用いた平面電極型反応
性スパッタエツチング法の他、垂直性の良いエツチング
法として反応性イオンビームエツチング法などをあげる
ことができ、光導波膜の月質に応じて選択して使用する
ことが望ましい。また、フォトリノグラフィの際に7メ
トマスクの代りに電子ビーム露光を用いても良いことは
勿論である。
性スパッタエツチング法の他、垂直性の良いエツチング
法として反応性イオンビームエツチング法などをあげる
ことができ、光導波膜の月質に応じて選択して使用する
ことが望ましい。また、フォトリノグラフィの際に7メ
トマスクの代りに電子ビーム露光を用いても良いことは
勿論である。
第1図(a)(b)は従来の回折格子付光導波膜の構成
例を示す斜視図、第2図(a) (b) (c) (d
) (e)は本発明の回折格子付光導波膜作製基本工程
例を説明するだめの斜視図、第3図は本発明の一実施例
で使用した石英系ガラス光導波膜の断面構造図、第4図
は本発明に用いる回折格子に対応する波状パターン例を
示す平面図、第5図は本発明において石英系光導波膜に
形成した波状側面溝の例を示す斜視図、第6図(a)
(b)は本発明で用いるマスクパターンの例を示す平面
図、第7図、第8図は本発明の寸法で作製した樽波形光
分波器構造例を示す斜視図である。 1・・・基板、2・・・光導波膜、 2b・・・保護膜
、2c・・・バッファ層、 3・・・回折格子、4・・
・レジスuL 5・・・フォトマスク、5a・・・波状
パターン、4′・・・露光現像後のレジスト膜、5b・
・・波状側面、6・・・溝、7・・・反射金属膜、61
・・・入出力部パターン、62・・・凹面反射鏡パター
ン、71・・・先入出力部溝、 72・・入出力光ファ
イバ群、72a・・入力ファイバ、 72b・・・出力ファイバ群、81・・・光導波路群。 特許出願人 日本電信電話公社 代理人 白水常雄 外1名 第30 第4凶 躬50 らh
例を示す斜視図、第2図(a) (b) (c) (d
) (e)は本発明の回折格子付光導波膜作製基本工程
例を説明するだめの斜視図、第3図は本発明の一実施例
で使用した石英系ガラス光導波膜の断面構造図、第4図
は本発明に用いる回折格子に対応する波状パターン例を
示す平面図、第5図は本発明において石英系光導波膜に
形成した波状側面溝の例を示す斜視図、第6図(a)
(b)は本発明で用いるマスクパターンの例を示す平面
図、第7図、第8図は本発明の寸法で作製した樽波形光
分波器構造例を示す斜視図である。 1・・・基板、2・・・光導波膜、 2b・・・保護膜
、2c・・・バッファ層、 3・・・回折格子、4・・
・レジスuL 5・・・フォトマスク、5a・・・波状
パターン、4′・・・露光現像後のレジスト膜、5b・
・・波状側面、6・・・溝、7・・・反射金属膜、61
・・・入出力部パターン、62・・・凹面反射鏡パター
ン、71・・・先入出力部溝、 72・・入出力光ファ
イバ群、72a・・入力ファイバ、 72b・・・出力ファイバ群、81・・・光導波路群。 特許出願人 日本電信電話公社 代理人 白水常雄 外1名 第30 第4凶 躬50 らh
Claims (1)
- (1)基板上に形成された光導波膜に所望の回折格子形
状に対応する波状パターンを含むマスクを重ね、フォト
リングラフィの手段によシ前記光導波膜の一部に波状側
面を有する溝を形成し、しかる後肢溝の前記波状側面に
反射形回折格子面となる反射金属膜を形成することを特
徴とする回折格子付光導波膜の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19873883A JPS6090311A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | 回折格子付光導波膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19873883A JPS6090311A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | 回折格子付光導波膜の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6090311A true JPS6090311A (ja) | 1985-05-21 |
JPH0477883B2 JPH0477883B2 (ja) | 1992-12-09 |
Family
ID=16396153
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19873883A Granted JPS6090311A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | 回折格子付光導波膜の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6090311A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62119505A (ja) * | 1985-11-20 | 1987-05-30 | Fujitsu Ltd | 光導波路デイバイスの形成方法 |
JPS62299917A (ja) * | 1986-06-20 | 1987-12-26 | Fujitsu Ltd | 導波路−グレ−テイング形光合分波器及びその製造方法 |
JPS635309A (ja) * | 1986-04-04 | 1988-01-11 | ケルンフオルシユングスツエントルム・カ−ルスル−エ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 1つまたはそれ以上のエシユレツト格子を有する受動光学構成素子の製造法 |
JPH03230106A (ja) * | 1990-02-05 | 1991-10-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長分合波器 |
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WO2013067846A1 (en) * | 2011-11-08 | 2013-05-16 | Cheng-Hao Ko | Optical wavelength dispersion device and method of manufacturing the same |
JP2021516778A (ja) * | 2018-03-28 | 2021-07-08 | ディスペリックス オサケ ユキチュア | 反射表面を有する導波路表示素子 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS59116602A (ja) * | 1982-12-23 | 1984-07-05 | Agency Of Ind Science & Technol | チヤ−プトグレ−テイングの製造方法 |
-
1983
- 1983-10-24 JP JP19873883A patent/JPS6090311A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59116602A (ja) * | 1982-12-23 | 1984-07-05 | Agency Of Ind Science & Technol | チヤ−プトグレ−テイングの製造方法 |
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JP2021516778A (ja) * | 2018-03-28 | 2021-07-08 | ディスペリックス オサケ ユキチュア | 反射表面を有する導波路表示素子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0477883B2 (ja) | 1992-12-09 |
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