JPS61241712A - 導波光入出力装置 - Google Patents
導波光入出力装置Info
- Publication number
- JPS61241712A JPS61241712A JP8316185A JP8316185A JPS61241712A JP S61241712 A JPS61241712 A JP S61241712A JP 8316185 A JP8316185 A JP 8316185A JP 8316185 A JP8316185 A JP 8316185A JP S61241712 A JPS61241712 A JP S61241712A
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- JP
- Japan
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- input
- grating
- light
- grating coupler
- output
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- Pending
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
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】
産業上の利用分野
本発明はグレーティングカップラで基板上の光導波路へ
光を入力したりあ葛いは取り出したりするよう構成され
た導波光入出力装置に関する。
光を入力したりあ葛いは取り出したりするよう構成され
た導波光入出力装置に関する。
従来の技術
グレーティングカップラを用いたこの種の導波光入出力
装置は、小型軽量で、しかも安定性、信頼性に優れてい
るという特徴を有している。グレーティングカップラは
光導波路または基板の表面に凹凸加工して構成されてい
るが、従来、このグレーティングカップラのグレーティ
ング溝の深さは、光導波路の導波光入力側から出力側に
わたって均一である〔西原、小山著「光波電子工学」コ
ロナ社昭和５３年発行〕。
装置は、小型軽量で、しかも安定性、信頼性に優れてい
るという特徴を有している。グレーティングカップラは
光導波路または基板の表面に凹凸加工して構成されてい
るが、従来、このグレーティングカップラのグレーティ
ング溝の深さは、光導波路の導波光入力側から出力側に
わたって均一である〔西原、小山著「光波電子工学」コ
ロナ社昭和５３年発行〕。
発明が解決しようとする問題点
このような従来の構成では、グレーティングカップラの
グレーティングの溝の深さが均一であるため、導波光は
徐々に同じ割合で出力され、その外部出力光分布を観察
すると指数関数的に減衰する片寄った分布をしている。
グレーティングの溝の深さが均一であるため、導波光は
徐々に同じ割合で出力され、その外部出力光分布を観察
すると指数関数的に減衰する片寄った分布をしている。
このような分布では。
レンズで集光するときに、集光特性が悪く、例えば光フ
ァイバーに結合する場合にも効率がよくない。又、導波
光を励振する場合でも効率が悪い。
ァイバーに結合する場合にも効率がよくない。又、導波
光を励振する場合でも効率が悪い。
本発明は入出力特性に優れた導波光入出力装置を提供す
ることを目的とする。
ることを目的とする。
問題点を解決するための手段
本発明の導波光入出力装置は、基板上に光導波路を形成
し、光導波路に入射した導波光を前記光導波路の上面あ
るいは前記基板の表面に形成されたグレーティングカッ
プラので回折させて外部出力光として取出したりグレー
ティングカップラがら光導波路へ外部光を入力するよう
に構成すると共に、前記グレーティングカップラを形成
するグレーティングの溝の深さを不均一に形成したこと
を特徴とする。
し、光導波路に入射した導波光を前記光導波路の上面あ
るいは前記基板の表面に形成されたグレーティングカッ
プラので回折させて外部出力光として取出したりグレー
ティングカップラがら光導波路へ外部光を入力するよう
に構成すると共に、前記グレーティングカップラを形成
するグレーティングの溝の深さを不均一に形成したこと
を特徴とする。
作用
この構成により、グレーティングの溝の深さを制御して
光導波路から取り出す外部出方光の光分布を制御でき、
また同様に外部光を光導波路へ入力する場合でもその光
分布を制御でき、人出力特性を向上させることができる
。
光導波路から取り出す外部出方光の光分布を制御でき、
また同様に外部光を光導波路へ入力する場合でもその光
分布を制御でき、人出力特性を向上させることができる
。
実施例
以下、本発明の一実施例を第１図と第２図に基づいて説
明する。第１図は導波光１が鋸歯状のグレーティングカ
ップラ２により回折されて外部出力光３となって出力さ
れる様子を示している０本実施例では基板４としてサフ
ァイア、光導波路５としてＰＬＺＴ薄膜を用い、前記グ
レーティングカップラ２は電子ビームレジストのＰＭＭ
Ａを用い、断面が鋸歯状になるように形成した。このと
きの各グレーティング６の溝の深さｄは一定ではなく、
導波光１の入力側から例えば、溝の深さが０．０１μｍ
から０．０７μ■までしだいに深く形成されている。
明する。第１図は導波光１が鋸歯状のグレーティングカ
ップラ２により回折されて外部出力光３となって出力さ
れる様子を示している０本実施例では基板４としてサフ
ァイア、光導波路５としてＰＬＺＴ薄膜を用い、前記グ
レーティングカップラ２は電子ビームレジストのＰＭＭ
Ａを用い、断面が鋸歯状になるように形成した。このと
きの各グレーティング６の溝の深さｄは一定ではなく、
導波光１の入力側から例えば、溝の深さが０．０１μｍ
から０．０７μ■までしだいに深く形成されている。
従って、外部出力光３の光分布は従来のように指数関数
的には減少しなくなり、はぼフラットにすることができ
た゛。詳しく言うと、断面が鋸歯状のグレーティングカ
ップラ２の場合、グレーティング６の屈折率ｎと溝の深
さｄで外部出力光３の光分布を種々に制御することがで
き、溝の深さｄが導波光１の真空中の波長λに対してほ
ぼｄｌｌ＝λ／（ｎ−１）になるまで、導波光１の出力
する割合は単調に増加する。なお、本実施例では、λ＝
０．６３３μｍ、 ｎ＝１．５であるからｄ、＝１．３
μｍである。つまり、導波光１の光強度はグレーティン
グカップラ２中では導波光１の進行方向に対して減衰す
るわけであるが、本実施例のように、溝の深さを徐々に
深くしていくと、出力する割合が増加するため、外部出
力光３の光強度分布をほぼフラットにすることが可能と
なる。さらに、グレーティング６の溝の深さｄの変化す
る割合を変えることにより外部出力光３の光強度分布を
制御し、又、グレーティングカップラ２に光入方する場
合においてもグレーティング６の溝の深さｄの変化する
割合を適当にとり、入力効率を向上させることも可能で
ある。
的には減少しなくなり、はぼフラットにすることができ
た゛。詳しく言うと、断面が鋸歯状のグレーティングカ
ップラ２の場合、グレーティング６の屈折率ｎと溝の深
さｄで外部出力光３の光分布を種々に制御することがで
き、溝の深さｄが導波光１の真空中の波長λに対してほ
ぼｄｌｌ＝λ／（ｎ−１）になるまで、導波光１の出力
する割合は単調に増加する。なお、本実施例では、λ＝
０．６３３μｍ、 ｎ＝１．５であるからｄ、＝１．３
μｍである。つまり、導波光１の光強度はグレーティン
グカップラ２中では導波光１の進行方向に対して減衰す
るわけであるが、本実施例のように、溝の深さを徐々に
深くしていくと、出力する割合が増加するため、外部出
力光３の光強度分布をほぼフラットにすることが可能と
なる。さらに、グレーティング６の溝の深さｄの変化す
る割合を変えることにより外部出力光３の光強度分布を
制御し、又、グレーティングカップラ２に光入方する場
合においてもグレーティング６の溝の深さｄの変化する
割合を適当にとり、入力効率を向上させることも可能で
ある。
上記実施例では、グレーティング６の断面形状が鋸歯状
である場合について述べたが、断面形状が矩形やガウス
形等の場合については出方効率が悪くなるものの同様の
効果が得られることは言うまでもない。
である場合について述べたが、断面形状が矩形やガウス
形等の場合については出方効率が悪くなるものの同様の
効果が得られることは言うまでもない。
上記実施例では基板４にサファイア、光導波路５にＰＬ
ＺＴ薄膜を用いたが、基板４より屈折率が高くて透光性
のある薄膜なら、光導波路５として何を用いてよいし、
基板４も同様である。又、グレーティングカップラ２も
溝の深さを適当にすれば何を用いてもよい。
ＺＴ薄膜を用いたが、基板４より屈折率が高くて透光性
のある薄膜なら、光導波路５として何を用いてよいし、
基板４も同様である。又、グレーティングカップラ２も
溝の深さを適当にすれば何を用いてもよい。
上記実施例ではグレーティングカップラ２は。
光導波路５の表面を凹凸加工して作製したが、これは基
板４の表面を凹凸加工してもよい。また、グレーティン
グ６の周期が一様で平行なものについて述べたが、これ
は周期を徐々に変化させ、ゎん曲させた集光グレーティ
ングカップラについても同様の効果が得られた。これは
、グレーティングとレンズの働きを一つにしたもので、
外部出力光が集光しながら出力されるものであり本発明
の効果により焦点面上の光スポットの集光特性がよくな
った。第２図は２つのグレーティングカップラ７と８を
用いて外部光９を光導波路５に入力して、これを再び外
部出力光１０として取り出す場合を示しており、この場
合、入力側のグレーティングカップラ７と出力側のグレ
ーティングカップラ８との溝の深さの変化は可逆的であ
って、グレーティングカッブラフの溝は、光導波路５か
ら見ると導波光入力側から出力側に向かって次第に浅く
形成して入力特性が改善されている。
板４の表面を凹凸加工してもよい。また、グレーティン
グ６の周期が一様で平行なものについて述べたが、これ
は周期を徐々に変化させ、ゎん曲させた集光グレーティ
ングカップラについても同様の効果が得られた。これは
、グレーティングとレンズの働きを一つにしたもので、
外部出力光が集光しながら出力されるものであり本発明
の効果により焦点面上の光スポットの集光特性がよくな
った。第２図は２つのグレーティングカップラ７と８を
用いて外部光９を光導波路５に入力して、これを再び外
部出力光１０として取り出す場合を示しており、この場
合、入力側のグレーティングカップラ７と出力側のグレ
ーティングカップラ８との溝の深さの変化は可逆的であ
って、グレーティングカッブラフの溝は、光導波路５か
ら見ると導波光入力側から出力側に向かって次第に浅く
形成して入力特性が改善されている。
発明の詳細
な説明のように本発明の導波光入出力装置は。
グレーティングカップラを形成するグレーティングの溝
の深さを変化させたため、出力の場合にはグレーティン
グカップラから出力される外部出力光の光強度分布を種
々に制御し、レンズで出力光を集光する場合集光スポッ
トを小さくすることが出来、また入力の場合でも光導波
路と外部光との結合をよくし、入出力特性を向上させる
ことができるものである。
の深さを変化させたため、出力の場合にはグレーティン
グカップラから出力される外部出力光の光強度分布を種
々に制御し、レンズで出力光を集光する場合集光スポッ
トを小さくすることが出来、また入力の場合でも光導波
路と外部光との結合をよくし、入出力特性を向上させる
ことができるものである。
第１図は本発明の導波光入出力装置の実施例の −断
面図、第２図は他の実施例の断面図である。 １・・・導波光、２・・・グレーティングカップラ、３
゜１０・・・外部出力光、４・・・基板、５・・・光導
波路、６・・・グレーティング
面図、第２図は他の実施例の断面図である。 １・・・導波光、２・・・グレーティングカップラ、３
゜１０・・・外部出力光、４・・・基板、５・・・光導
波路、６・・・グレーティング
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板上に光導波路を形成し、光導波路に入射した導
波光を前記光導波路の上面あるいは前記基板の表面に形
成されたグレーティングカップラで回折させて外部出力
光として取出したりグレーティングカップラから光導波
路へ外部光を入力するように構成すると共に、前記グレ
ーティングカップラを形成するグレーティングの溝の深
さを不均一に形成した導波光入出力装置。 ２、グレーティングの溝の深さを、外部出力光を得る場
合には光導波路の導波光入力側から出力側に向かって次
第に深くしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の導波光入出力装置。 ３、グレーティングの溝の深さを、外部光を入力する場
合には光導波路の導波光入力側から出力側に向かって次
第に浅くしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の導波光入出力装置。 ４、グレーティングの断面を、鋸歯状にしたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の導波光入出力装置。 ５、グレーティングカップラを、集光グレーティングカ
ップラとしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の導波光入出力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8316185A JPS61241712A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 導波光入出力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8316185A JPS61241712A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 導波光入出力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61241712A true JPS61241712A (ja) | 1986-10-28 |
Family
ID=13794528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8316185A Pending JPS61241712A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 導波光入出力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61241712A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01107214A (ja) * | 1987-10-20 | 1989-04-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光導波路素子 |
| JPH01307707A (ja) * | 1988-06-06 | 1989-12-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光結合回路 |
| JPH03213809A (ja) * | 1989-02-17 | 1991-09-19 | Sharp Corp | 回折格子光結合器 |
| KR100647327B1 (ko) | 2005-06-18 | 2006-11-23 | 삼성전기주식회사 | 평면표시소자용 조명장치, 및 이를 구비한 평면표시장치 |
| US20200142120A1 (en) * | 2018-11-07 | 2020-05-07 | Applied Materials, Inc. | Depth-modulated slanted gratings using gray-tone lithography and slant etch |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS572004A (en) * | 1980-06-05 | 1982-01-07 | Toshiba Corp | Radiation type optical grating element |
| JPS57201209A (en) * | 1981-06-05 | 1982-12-09 | Canon Inc | Photocoupler |
-
1985
- 1985-04-18 JP JP8316185A patent/JPS61241712A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS572004A (en) * | 1980-06-05 | 1982-01-07 | Toshiba Corp | Radiation type optical grating element |
| JPS57201209A (en) * | 1981-06-05 | 1982-12-09 | Canon Inc | Photocoupler |
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|---|---|---|---|---|
| JPH01107214A (ja) * | 1987-10-20 | 1989-04-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光導波路素子 |
| JPH01307707A (ja) * | 1988-06-06 | 1989-12-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光結合回路 |
| JPH03213809A (ja) * | 1989-02-17 | 1991-09-19 | Sharp Corp | 回折格子光結合器 |
| KR100647327B1 (ko) | 2005-06-18 | 2006-11-23 | 삼성전기주식회사 | 평면표시소자용 조명장치, 및 이를 구비한 평면표시장치 |
| US20200142120A1 (en) * | 2018-11-07 | 2020-05-07 | Applied Materials, Inc. | Depth-modulated slanted gratings using gray-tone lithography and slant etch |
| US11372149B2 (en) * | 2018-11-07 | 2022-06-28 | Applied Materials, Inc. | Depth-modulated slanted gratings using gray-tone lithography and slant etch |
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