JPS61267010A - Optical waveguide circuit and its manufacture - Google Patents

Optical waveguide circuit and its manufacture

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JPS61267010A
JPS61267010A JP10879085A JP10879085A JPS61267010A JP S61267010 A JPS61267010 A JP S61267010A JP 10879085 A JP10879085 A JP 10879085A JP 10879085 A JP10879085 A JP 10879085A JP S61267010 A JPS61267010 A JP S61267010A
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JP
Japan
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optical waveguide
substrate
layer
optical
refractive index
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JP10879085A
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Japanese (ja)
Inventor
Taisuke Murakami
泰典 村上
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To align the axis of an optical waveguide circuit with the axis of an optical fiber without decreasing the thickness of the clad of the optical fiber by removing part of the substrate of the optical waveguide and forming a guide groove. CONSTITUTION:A material which can be etched anisotropically so as to form a V-shaped or rectangular guide groove later is selected for the substrate and sapphire, Si, etc., are usable. A buffer layer 4, a light guide layer, and a cover layer 6 are laminated on the substrate 3 successively. The light guide layer 5 is made of a material having a larger refractive index than the buffer layer 4 and cover layer 6 so as to confine light in the light guide layer 5. Then, the cover layer 6, light guide layer 5, and buffer layer 4 are removed except the pattern of a channel waveguide and the pattern of a guide for fiber insertion to expose the surface of the substrate 3. Further, the exposed substrate 3 is etched to form the V-shaped or rectangular guide groove 9 for optical fiber insertion.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光ファイバと光結合する光導波回路及びその
製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide circuit optically coupled to an optical fiber and a method for manufacturing the same.

従来の技術 最近の光ファイバを利用した光通信システムの発展には
目覚ましいものがある。この光通信システムを構成する
には、発光・受光素子のほか、光変調器、光スィッチ、
光分岐結合器、光合成分波器や光フィルタなどの光部品
が必要となり、また、それら光部品と光ファイバとの光
学的な結合が必要である。
BACKGROUND OF THE INVENTION Recent developments in optical communication systems using optical fibers have been remarkable. In order to configure this optical communication system, in addition to light emitting and light receiving elements, optical modulators, optical switches,
Optical components such as an optical branching/coupling device, a light combining/demultiplexing device, and an optical filter are required, and optical coupling between these optical components and optical fibers is also required.

初期の光通信システムでは、上記した光部品をレンズ、
ミラー、プリズムなどを組み合わせて構成していた。そ
のような光部品と光ファイバとの結合は比較的容易であ
るが、レンズ、ミラー、プリズムなど従来の光部品によ
って構成される光デバイスは、大型化すると共にコスト
が高くつき、さらに光通信用デバイスとして要求される
だけの機械的安定性、信頼性を持たせるのが困難となっ
ていた。
In early optical communication systems, the above-mentioned optical components were used as lenses,
It was composed of a combination of mirrors, prisms, etc. Although it is relatively easy to couple such optical components with optical fibers, optical devices constructed from conventional optical components such as lenses, mirrors, and prisms are large and expensive, and are difficult to use for optical communication. It has become difficult to provide the mechanical stability and reliability required for the device.

そこで、光導波路を基板上に形成した新しい光学系であ
る光導波回路が考案された。この光導波回路は、拡散法
や堆積法等によって、光損失が少なく屈折率の大きい物
質からなる光導波路を基板上に設け、その光導波路内に
光を伝搬させるものである。そして、光導波路の一部の
厚さを変化させることによってレンズやプリズムを構成
したり、電極を設けて光導波路に電解を印加することに
より光変調器を構成する等、各種光素子を基板上に構成
することができる。
Therefore, an optical waveguide circuit, which is a new optical system in which an optical waveguide is formed on a substrate, was devised. In this optical waveguide circuit, an optical waveguide made of a material with low optical loss and a high refractive index is provided on a substrate by a diffusion method, a deposition method, or the like, and light is propagated within the optical waveguide. Various types of optical elements are then fabricated on the substrate, such as configuring lenses or prisms by changing the thickness of a part of the optical waveguide, or configuring an optical modulator by providing electrodes and applying electrolysis to the optical waveguide. It can be configured as follows.

さらに、光導波回路では、複数個の光素子をハイブリッ
ドもしくはモノリシックに集積化した、いわゆる光集積
回路が可能となる。このため、光回路の小型化、低コス
ト化、高性能化および高信頼化等への期待が生まれ、各
方面で光導波回路の研究開発が進められている。
Furthermore, in the optical waveguide circuit, a so-called optical integrated circuit in which a plurality of optical elements are integrated in a hybrid or monolithic manner becomes possible. For this reason, expectations have arisen for optical circuits to be smaller, lower in cost, higher in performance, and higher in reliability, and research and development of optical waveguide circuits is progressing in various fields.

発明が解決しようとする問題点 この光導波回路の光導波路内に光を導入するためには光
導波路を外部の光伝送路に結合させる必要がある。外部
の光伝送路としては光ファイバが最もよく用いられてお
り、通常、研摩された光ファイバの端面を光導波路の端
面に突き合わせることにより両者の光結合がなされてい
る。
Problems to be Solved by the Invention In order to introduce light into the optical waveguide of this optical waveguide circuit, it is necessary to couple the optical waveguide to an external optical transmission line. Optical fibers are most commonly used as external optical transmission lines, and optical coupling between the two is usually achieved by abutting the polished end face of the optical fiber against the end face of an optical waveguide.

しかしながら、光導波路の大きさおよび光ファイバのコ
ア径は、一般に非常に微細なものであり、例えば波長1
μmの単一モード光を用いる場合には10μm程度以下
にする必要がある。従って、光導波路と光ファイバの各
端面間の位置合わせを極めて精度高く行なわなければな
らない。もしも、位置合わせが良好に行なわれずに軸ず
れが生じると、結合度が低下して大きな結合損失を生じ
てしまう。
However, the size of the optical waveguide and the core diameter of the optical fiber are generally very small, for example,
When using single mode light of μm, it is necessary to make the thickness about 10 μm or less. Therefore, the alignment between the end faces of the optical waveguide and the optical fiber must be performed with extremely high precision. If alignment is not performed well and axis misalignment occurs, the degree of coupling will decrease and a large coupling loss will occur.

このように光導波回路を使用することにより、光デバイ
スは小型化できる反面、光ファイバとの結合に、多大な
労力が必要な極めて高精度の位置合わせを作業者がしな
ければならない。
By using optical waveguide circuits in this way, optical devices can be made smaller, but on the other hand, operators must perform extremely high-precision positioning that requires a great deal of effort to couple with optical fibers.

そこで、高精度の位置合わせを比較的簡単に行なうため
に、第3図に示すように光ファイバと光導波路を結合さ
せる案内溝を形成する方法が考案され、「信学光電波全
大昭和59年Nα311」で発表された。すなわち、基
板3上にバッファ層4、光導波層5およびカバ一層6か
らなるチャネル導波路7を形成すると同時に、光結合す
る光ファイバ1の外径と等しい間隔を有する2つのガイ
ド8をチャネル導波路7の中心線に対して対称の位置に
形成する。そして、ガイド8で構成された案内溝に光フ
ァイバ1を挿入することにより、チャネル導波路7と光
ファイバ1の軸合わせを行なうものである。
Therefore, in order to relatively easily perform high-precision alignment, a method was devised to form a guide groove for coupling the optical fiber and optical waveguide, as shown in Figure 3. It was announced at ``Nα311'' in 2017. That is, a channel waveguide 7 consisting of a buffer layer 4, an optical waveguide layer 5, and a cover layer 6 is formed on a substrate 3, and at the same time two guides 8 having an interval equal to the outer diameter of the optical fiber 1 to be optically coupled are formed in the channel guide. It is formed at a symmetrical position with respect to the center line of the wave path 7. By inserting the optical fiber 1 into the guide groove formed by the guide 8, the axes of the channel waveguide 7 and the optical fiber 1 are aligned.

ところが、基板3と光導波層5との間に形成されたバッ
ファ層4は光導波−5の屈折率を相対的に大きくして光
導波層5内の光の閉じ込め効果を高めるためのものであ
り、通常10μm程度の膜厚があれば十分である。また
、光導波層5の屈折率が基板1の屈折率に比べて十分大
きい場合にはバッファ層4は不要となるものである。こ
れに対して、光ファイバ1のクラッドは光ファイバとし
ての強度を保つために一般に数十μm以上の厚さを有し
ている。
However, the buffer layer 4 formed between the substrate 3 and the optical waveguide layer 5 is intended to relatively increase the refractive index of the optical waveguide 5 and enhance the light confinement effect within the optical waveguide layer 5. Generally, a film thickness of about 10 μm is sufficient. Further, if the refractive index of the optical waveguide layer 5 is sufficiently larger than the refractive index of the substrate 1, the buffer layer 4 is unnecessary. On the other hand, the cladding of the optical fiber 1 generally has a thickness of several tens of micrometers or more in order to maintain the strength of the optical fiber.

このように、バッファ層4の厚さが光ファイバ1のクラ
ッドの厚さに比べて小さいので光ファイバ1を案内溝に
挿入したときには、光フアイバ1内のコア2の高さと光
導波層5の高さが合わなくなる。両者の高さが合わない
と、コア2の内部を伝送してきた光の大部分が光導波層
5に入射せずに損失となってしまう。そこで、コア2と
光導波層5の高さを合わせるために、従来は基板3に当
接する光ファイバ1のクラッドの一部を除去し、この部
分のクラッドの厚さをバッファ層4の厚さ程度に薄くし
てから光ファイバ1を案内溝に挿入していた。このよう
にすれば、少ない損失で光ファイバ1とチャネル導波路
7とを光結合させることができる。
As described above, since the thickness of the buffer layer 4 is smaller than the thickness of the cladding of the optical fiber 1, when the optical fiber 1 is inserted into the guide groove, the height of the core 2 in the optical fiber 1 and the height of the optical waveguide layer 5 are The height won't match. If the heights of the two do not match, most of the light transmitted inside the core 2 will not enter the optical waveguide layer 5 and will be lost. Therefore, in order to match the height of the core 2 and the optical waveguide layer 5, conventionally, a part of the cladding of the optical fiber 1 that contacts the substrate 3 is removed, and the thickness of the cladding of this part is set to the thickness of the buffer layer 4. The optical fiber 1 was inserted into the guide groove after being thinned to a certain degree. In this way, optical fiber 1 and channel waveguide 7 can be optically coupled with less loss.

しかしながら、微細な光ファイバのクラッドを薄くする
には大きな手間がかかるとともに、クラッドが薄くなっ
た光ファイバはその強度が低下して曲がりやすくまた折
れやすく、光フアイバ挿入時の作業能率が悪くなるとい
う問題がある。
However, it takes a lot of effort to thin the cladding of minute optical fibers, and optical fibers with thinner claddings have lower strength and are more likely to bend or break, reducing work efficiency when inserting optical fibers. There's a problem.

かくして、本発明の目的は、光ファイバのクラッドを薄
くすることなく、容易にかつ正確に光ファイバと光結合
することができる光導波回路を提供することにある。
Thus, an object of the present invention is to provide an optical waveguide circuit that can be easily and accurately optically coupled to an optical fiber without thinning the cladding of the optical fiber.

更に、本発明の目的は、上記したような光導波回路を容
易且つ確実に製造することができる製造方法を提供する
ことにある。
A further object of the present invention is to provide a manufacturing method that can easily and reliably manufacture the optical waveguide circuit as described above.

問題点を解決するための手段 本発明者は光ファイバと光結合する光導波路を種々研究
した結果、光導波回路の基板の一部を除去して案内溝を
形成すれば、光ファイバのクラッドを薄くすることなく
、光導波回路と光ファイバとを軸合わせすることができ
ることを見出した。
Means for Solving the Problems As a result of various studies on optical waveguides that are optically coupled to optical fibers, the inventor found that if a part of the substrate of the optical waveguide circuit is removed to form a guide groove, the cladding of the optical fiber can be removed. We have discovered that it is possible to align the axes of an optical waveguide circuit and an optical fiber without making them thinner.

すなわち、本発明の光導波回路は、基板と、該基板上に
形成され、外部の光ファイバと光結合する光導波路とを
有する光導波回路において、前記基板は、前記光ファイ
バの一端の外周面を当接することにより該光ファイバと
前記光導波路とを軸合わせする案内溝を有していること
を特徴とする。
That is, an optical waveguide circuit of the present invention includes a substrate and an optical waveguide formed on the substrate and optically coupled to an external optical fiber, in which the substrate is connected to an outer peripheral surface of one end of the optical fiber. The optical waveguide is characterized by having a guide groove that aligns the axes of the optical fiber and the optical waveguide by abutting the optical fiber and the optical waveguide.

そして、上記した本発明による光導波回路は、本発明に
より、平らな表面を有する基板上に、該基板と組成の異
なる光学透明材料を少なくとも2層形成し、該光学透明
材料層を所定のパターンに従ってエツチング除去して、
光導波路を形成すると共に、該光導波路の一端の両側に
ガイドを形成し、次いで、前記光学透明材料は除去しな
いが前記基板は除去するエツチング材で、前記光導波路
の一端と前記ガイドとに囲まれる基板露出面をエツチン
グすることにより製造することができる。
The optical waveguide circuit according to the present invention described above is provided by forming at least two layers of an optically transparent material having a composition different from that of the substrate on a substrate having a flat surface, and forming the optically transparent material layer in a predetermined pattern. Remove the etching according to the
forming an optical waveguide and forming guides on both sides of one end of the optical waveguide; then surrounding one end of the optical waveguide and the guide with an etching material that does not remove the optically transparent material but removes the substrate; It can be manufactured by etching the exposed surface of the substrate.

なお、本発明の好ましい態様においては、基板がSiか
らなり、光導波路は、基天上に形成され基板の屈折率よ
り大きい屈折率を有する第1層と、該第1層の上に形成
され且つ第1層の屈折率より小さい屈折率を有する第2
層とから構成でき、また、基板上に形成された第1層と
、該第1層の上に形成され且つ第1層の屈折率より大き
い屈折率を有する第2層と、該第2層の上に形成され且
つ第2層の屈折率より小さい屈折率を有する第3層とか
ら構成できる。
In a preferred embodiment of the present invention, the substrate is made of Si, and the optical waveguide includes a first layer formed on the substrate and having a refractive index greater than the refractive index of the substrate, and a first layer formed on the first layer. a second layer having a refractive index smaller than that of the first layer;
a first layer formed on a substrate; a second layer formed on the first layer and having a refractive index greater than the refractive index of the first layer; and a third layer formed thereon and having a refractive index smaller than the refractive index of the second layer.

また、好ましくは、基板上に設けられる案内溝が■溝あ
るいは方形溝である。
Preferably, the guide groove provided on the substrate is a square groove or a square groove.

作用 以上のような光導波回路の構成とすることによって、予
め所定の大きさに形成された基板の案内溝に光ファイバ
を挿入するだけで、基板上に形成されている光導波路と
光フアイバ内のコアとを軸合わせすることができる。
By configuring the optical waveguide circuit as described above, the optical waveguide formed on the substrate and the inside of the optical fiber can be easily connected by simply inserting the optical fiber into the guide groove of the substrate formed in advance to a predetermined size. can be aligned with the core of

また、上記した本発明による製造方法によれば、上記し
た光導波路と光フアイバ内のコアとを軸合わせすること
ができる溝を確実且つ容易に製造することができる。
Moreover, according to the manufacturing method according to the present invention described above, it is possible to reliably and easily manufacture a groove that allows the axes of the optical waveguide and the core within the optical fiber to be aligned.

実施例 以下、本発明の実施例について添付図面を参照して説明
する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明の一実施例に係る光導波回路の部分的斜
視図である。本実施例は、■字形の案内溝9が設けられ
た基板3と、基板3の上に形成されたバッファ層4、光
導波層5および光導波層5を保護するためのカバ一層6
からなるチャネル導波路7と、同じく基板3の上に形成
され且つ光ファイバlの外径と等しい間隔を有する2つ
のガイド8から構成されている。そして、光導波層5を
構成する光透明材料の屈折率が、バッファ層4及びカバ
一層6を構成する材料の屈折率より大きくなされている
。すなわち、第3図の従来例において基板3に■字形の
案内溝9を設けたものである。
FIG. 1 is a partial perspective view of an optical waveguide circuit according to an embodiment of the present invention. This embodiment includes a substrate 3 provided with a ■-shaped guide groove 9, a buffer layer 4 formed on the substrate 3, an optical waveguide layer 5, and a cover layer 6 for protecting the optical waveguide layer 5.
and two guides 8 which are also formed on the substrate 3 and have an interval equal to the outer diameter of the optical fiber l. The refractive index of the optically transparent material constituting the optical waveguide layer 5 is made larger than the refractive index of the materials constituting the buffer layer 4 and the cover layer 6. That is, in the conventional example shown in FIG. 3, the board 3 is provided with a ■-shaped guide groove 9.

次に、以上のような光導波回路の製造方法を第2図(1
)〜(4)の工程図を参照しながら説明する。
Next, the method for manufacturing the optical waveguide circuit as described above is shown in Figure 2 (1).
) to (4) will be explained with reference to process diagrams.

まず、第2図(1)に示される基板3としては、後に■
字形あるいは方形の案内溝を形成するために異方性エツ
チングが可能な材料が選ばれ、サファイア、Si等を用
いることができる。中でも、Slは入手し易く、加工方
法も確立されてふり、最も有効な材料となる。
First, as the substrate 3 shown in FIG. 2 (1),
In order to form the letter-shaped or rectangular guide grooves, a material that can be anisotropically etched is selected, and sapphire, Si, etc. can be used. Among these, Sl is the most effective material because it is easily available and the processing method has been established.

次に第2図(2)のようにこの基板3上にバッファ層4
、光導波層5およびカバ一層6を順次積層する。このと
き、光を光導波層5内に閉じ込めるために、上記したよ
うに光導波層5をバッファ層4およびカバ一層6より大
きな屈折率を有する物質で構成する。ただし、光導波層
5の屈折率が基板3の屈折率より十分大きい場合には、
バッファ層4を省略しても光導波層5内への光の閉じ込
め効果が得られる。したがって、基板3の上に光導波層
5およびカバ一層6のみを積層すればよい。
Next, as shown in FIG. 2 (2), a buffer layer 4 is placed on this substrate 3.
, an optical waveguide layer 5 and a cover layer 6 are sequentially laminated. At this time, in order to confine light within the optical waveguide layer 5, the optical waveguide layer 5 is made of a material having a higher refractive index than the buffer layer 4 and the cover layer 6, as described above. However, if the refractive index of the optical waveguide layer 5 is sufficiently larger than the refractive index of the substrate 3,
Even if the buffer layer 4 is omitted, the effect of confining light within the optical waveguide layer 5 can be obtained. Therefore, it is sufficient to laminate only the optical waveguide layer 5 and the cover layer 6 on the substrate 3.

なお、バッファ層4、光導波層5およびカバ一層6をS
iO2系の結晶で形成する場合には、積層方法として主
にCVD法あるいはプラズマCVD法が用いられ、Ta
21s等の結晶で形成する場合にはスパッタ法が主に用
いられる。
Note that the buffer layer 4, the optical waveguide layer 5, and the cover layer 6 are
When forming an iO2-based crystal, the CVD method or plasma CVD method is mainly used as a lamination method, and Ta
A sputtering method is mainly used when forming with crystals such as 21s.

また、バッファ層4およびカバ一層6の屈折率を光導波
層5より小さくするためには、バッファ層4、光導波層
5およびカバ一層6をSi O,系の結晶で形成する場
合、バッファ層4およびカバ一層6としてフッ素あるい
はホウ素などの屈折率減少ドーパントが添加された材料
を用いるか、あるいは光導波層5としてGeのような屈
折率増加ドーパントが添加された材料を用いればよい。
In addition, in order to make the refractive index of the buffer layer 4 and the cover layer 6 smaller than that of the optical waveguide layer 5, when the buffer layer 4, the optical waveguide layer 5, and the cover layer 6 are formed of SiO, system crystal, the buffer layer 4 and the cover layer 6 may be made of a material doped with a refractive index decreasing dopant such as fluorine or boron, or the optical waveguide layer 5 may be made of a material doped with a refractive index increasing dopant such as Ge.

また、これら両者を組み合わせて、屈折率減少ドーパン
トが添加されたバッファ層4の上に屈折率増加ドーパン
トが添加された光導波層5を形成してもよい。
Alternatively, by combining both of them, the optical waveguide layer 5 doped with a refractive index increasing dopant may be formed on the buffer layer 4 doped with a refractive index decreasing dopant.

次に、第2E9(3)に示されるように、チャネル導波
路のパターンおよび光フアイバ挿入用のガイドのパター
ンを残して他の部分のカバ一層6、光導波層5およびバ
ッファ層4を除去し、基板3の表面を露出させる。除去
の方法としては、ウエツl’エツチングおよびドライエ
ツチングを用いることができるが、微細パターンを形成
するときにはパターン寸法変化の少ない異方性エツチン
グが必要であり、CF4等をエツチングガスとして用い
るRIE法が有効となる。
Next, as shown in No. 2E9(3), the cover layer 6, optical waveguide layer 5, and buffer layer 4 of other parts are removed, leaving the channel waveguide pattern and the guide pattern for optical fiber insertion. , exposing the surface of the substrate 3. Wet l' etching and dry etching can be used as a removal method, but when forming fine patterns, anisotropic etching with little change in pattern dimensions is required, and RIE using CF4 etc. as an etching gas is recommended. It becomes effective.

さらに、上記の工程で表面が露出した基板3をエツチン
グすることにより、第2図(4)のように光フアイバ挿
入用の■字形あるいは方形の案内溝9を形成する。ただ
し、本工程ではカバ一層6光導波層5およびバッファ層
4をエツチングせずに、基板3のみをエツチングする方
法を用いる必要がある。基板3としてSiを用いた場合
には、KOH。
Furthermore, by etching the substrate 3 whose surface was exposed in the above step, a square or square guide groove 9 for inserting the optical fiber is formed as shown in FIG. 2(4). However, in this step, it is necessary to use a method of etching only the substrate 3 without etching the cover layer 6, optical waveguide layer 5, and buffer layer 4. When Si is used as the substrate 3, KOH is used.

HF + HN O3+CH3COOH、N 2 H4
+CH3CHOHC83等を結晶面異方性エツチング材
とするウェットエツチング、あるいはCC1,、CCl
2F2、CClF3、C2F6+CI2、CB 、 F
 3等をエツチングガスとするプラズマエツチングを用
いて、異方性エツチングを行なうことができる。
HF + HN O3 + CH3COOH, N2H4
Wet etching using +CH3CHOHC83 etc. as a crystal plane anisotropic etching material, or CC1,, CCl
2F2, CClF3, C2F6+CI2, CB, F
Anisotropic etching can be performed using plasma etching using etching gas such as No. 3 etching gas.

また、基板3としてサファイアを用いた場合には、Hs
PO4をエツチング液とするウェットエツチング等を用
いることができる。
Furthermore, when sapphire is used as the substrate 3, Hs
Wet etching or the like using PO4 as an etching liquid can be used.

なお、案内溝9の形状は基板3の材質と基板3の表面を
構成している結晶面の面指数右よびエツチング法によっ
て決定され、例えばSi基板3をアルカリエツチングす
る場合、(100)面を基板表面とすると7字形に、ま
た、(110)面を基板表面とすると方形に形成される
The shape of the guide groove 9 is determined by the material of the substrate 3, the plane index of the crystal plane constituting the surface of the substrate 3, and the etching method. For example, when etching the Si substrate 3 with alkali, the (100) plane is If the substrate surface is taken as the substrate surface, it will be formed in a figure 7 shape, and if the (110) plane is taken as the substrate surface, it will be formed in a rectangular shape.

次に、具体例を説明する。Next, a specific example will be explained.

まず、(100)面を上面とするSi基板3の上に、バ
ッファ層4としてフッ素ドープ5iOzを厚さlOμm
1光導波層5として純粋シリカを厚さ50μmさらにカ
バ一層6としてフッ素ドープ5in2を厚さ10μmそ
れぞれプラズマCVD法により順次積層した。
First, a buffer layer 4 of 5 iOz doped with fluorine is deposited to a thickness of 10 μm on a Si substrate 3 with the (100) plane as the upper surface.
1 An optical waveguide layer 5 of pure silica with a thickness of 50 μm and a cover layer 6 of 5 in 2 doped with fluorine with a thickness of 10 μm were sequentially laminated by plasma CVD.

次に、チャネル導波路7および2つのガイド8のパター
ンのクロムマスクをリフトオフ法によって形成し、CF
、をエツチングガスとしてRIEを施し、基板3の表面
が露出するまでカバ一層6、光導波層5およびバッファ
層4をエツチングした。
Next, a chrome mask with a pattern of the channel waveguide 7 and two guides 8 is formed by a lift-off method, and the CF
, as an etching gas, and etched the cover layer 6, optical waveguide layer 5, and buffer layer 4 until the surface of the substrate 3 was exposed.

このとき、チャネル導波路7の幅を50μm、2つのガ
イド8の間隔を125μmとした。
At this time, the width of the channel waveguide 7 was 50 μm, and the interval between the two guides 8 was 125 μm.

さらに、クロムマスクを除去した後、KOHを用いて2
つのガイド8の間の基板3表面を7字形にウェットエツ
チングし、基板3が深さ方向に27.5μmだけエツチ
ングされた時点でエツチングを終了した。
Furthermore, after removing the chrome mask, 2
The surface of the substrate 3 between the two guides 8 was wet-etched in a figure 7 shape, and the etching was completed when the substrate 3 was etched by 27.5 μm in the depth direction.

このようにして製造された本実施例の光導波回路の案内
溝9に外径125μm1コア2の径50μmの光ファイ
バ1を当接させて光結合させたところ、およそ1dBの
損失で結合した。従って、非常に効、  率よく光結合
していることがわかろう。
When the optical fiber 1 having an outer diameter of 125 μm and a core 2 of 50 μm was brought into contact with the guide groove 9 of the optical waveguide circuit of this example manufactured in this way for optical coupling, the coupling was achieved with a loss of approximately 1 dB. Therefore, it can be seen that the optical coupling is very efficient and efficient.

3…p里里 以上詳細に説明したように、本発明によれば、容易にか
つ極めて効率よく光導波回路と光ファイバとの光結合を
行なうことができる。しかも、結合のために光ファイバ
のクラッドを薄くする必要がないので、手間が省け、作
業能率が改善される。
As described above in detail, according to the present invention, optical coupling between an optical waveguide circuit and an optical fiber can be easily and extremely efficiently performed. Moreover, since there is no need to thin the cladding of the optical fiber for coupling, labor is saved and work efficiency is improved.

さらに、光ファイバの強度が低下しないので、本発明の
光導波回路を用いた装置あるいはシステムはその安定性
および信頼性が向上する。
Furthermore, since the strength of the optical fiber does not decrease, the stability and reliability of a device or system using the optical waveguide circuit of the present invention is improved.

又、上記した本発明の光導波回路の製造方法によれば、
上記した本発明による光導波回路の溝を容易且つ確実に
作ることができる。従って、本発明の製造方法を使用す
ることにより、本発明にょる光導波回路を安価に多量に
製造することができる。
Further, according to the method for manufacturing an optical waveguide circuit of the present invention described above,
The grooves of the optical waveguide circuit according to the present invention described above can be easily and reliably made. Therefore, by using the manufacturing method of the present invention, the optical waveguide circuit according to the present invention can be manufactured in large quantities at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の1実施例に係る光導波回路の部分的
斜視図、 第2図(1)〜(4)は、本発明による光導波回路を製
造する本発明の光導波回路の製造方法の1実施例の工程
図、 第3図は従来例の部分的斜視図である。 (主な参照番号) 1・・光ファイバ、  2・・コア、 3・・基板、 4・・バッファ層、 5・・光導波層、 6・・カバ一層、 7・・チャネル導波路、  8・・ガイド、9・・案内
FIG. 1 is a partial perspective view of an optical waveguide circuit according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 (1) to (4) show an optical waveguide circuit of the present invention for manufacturing an optical waveguide circuit according to the present invention. A process diagram of one embodiment of the manufacturing method, and FIG. 3 is a partial perspective view of a conventional example. (Main reference numbers) 1. Optical fiber, 2. Core, 3. Substrate, 4. Buffer layer, 5. Optical waveguide layer, 6. Cover layer, 7. Channel waveguide, 8.・Guide, 9...Guide groove

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基板と、該基板上に形成され、外部の光ファイバ
と光結合する光導波路とを有する光導波回路において、 前記基板は、前記光ファイバの一端の外周面を当接する
ことにより該光ファイバと前記光導波路とを軸合わせす
る案内溝を有していることを特徴とする光導波回路。
(1) In an optical waveguide circuit having a substrate and an optical waveguide formed on the substrate and optically coupled to an external optical fiber, the substrate is configured to connect the optical fiber by contacting the outer peripheral surface of one end of the optical fiber. An optical waveguide circuit comprising a guide groove for aligning the axes of a fiber and the optical waveguide.
(2)前記基板がSiからなることを特徴とする特許請
求の範囲第1項に記載の光導波回路。
(2) The optical waveguide circuit according to claim 1, wherein the substrate is made of Si.
(3)前記光導波路が、前記基板上に形成され前記基板
の屈折率より大きい屈折率を有する第1層と、該第1層
の上に形成され且つ該第1層の屈折率より小さい屈折率
を有する第2層とからなることを特徴とする特許請求の
範囲第1項または第2項に記載の光導波回路。
(3) The optical waveguide includes a first layer formed on the substrate and having a refractive index larger than the refractive index of the substrate, and a first layer formed on the first layer and having a refractive index smaller than the refractive index of the first layer. 3. The optical waveguide circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the optical waveguide circuit comprises a second layer having a radial index of 1.
(4)前記光導波路が、前記基板上に形成された第1層
と、該第1層の上に形成され且つ該第1層の屈折率より
大きい屈折率を有する第2層と、該第2層の上に形成さ
れ且つ該第2層の屈折率より小さい屈折率を有する第3
層とからなることを特徴とする特許請求の範囲第1項ま
たは第2項に記載の光導波回路。
(4) The optical waveguide includes a first layer formed on the substrate, a second layer formed on the first layer and having a refractive index larger than the refractive index of the first layer, and a second layer formed on the first layer and having a refractive index larger than the refractive index of the first layer. a third layer formed on the two layers and having a refractive index smaller than the refractive index of the second layer;
The optical waveguide circuit according to claim 1 or 2, characterized in that it consists of a layer.
(5)前記案内溝がV溝であることを特徴とする特許請
求の範囲第1項ないし第4項のうちいずれか1項に記載
の光導波回路。
(5) The optical waveguide circuit according to any one of claims 1 to 4, wherein the guide groove is a V-groove.
(6)前記案内溝が方形溝であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項ないし第4項のうちいずれか1項に記
載の光導波回路。
(6) The optical waveguide circuit according to any one of claims 1 to 4, wherein the guide groove is a rectangular groove.
(7)平らな表面を有する基板上に、該基板と組成の異
なる光学透明材料を少なくとも2層形成し、該光学透明
材料層を所定のパターンに従ってエッチング除去して、
光導波路を形成すると共に、該光導波路の一端の両側に
ガイドを形成し、次いで、前記光学透明材料は除去しな
いが前記基板は除去するエッチング材で、前記光導波路
の一端と前記ガイドとに囲まれる基板露出面をエッチン
グすることを特徴とする光導波回路の製造方法。
(7) forming at least two layers of an optically transparent material having a different composition from that of the substrate on a substrate having a flat surface, etching and removing the optically transparent material layer according to a predetermined pattern;
forming an optical waveguide and forming guides on both sides of one end of the optical waveguide; then surrounding one end of the optical waveguide and the guide with an etching material that does not remove the optically transparent material but removes the substrate; 1. A method of manufacturing an optical waveguide circuit, comprising etching the exposed surface of a substrate.
(8)前記光導波路の一端と前記ガイドとに囲まれる基
板露出面の前記エッチングは、異方性エッチングである
ことを特徴とする特許請求の範囲第7項記載の光導波回
路の製造方法。
(8) The method of manufacturing an optical waveguide circuit according to claim 7, wherein the etching of the exposed surface of the substrate surrounded by one end of the optical waveguide and the guide is anisotropic etching.
(9)前記基板は、Siの単結晶であり、その前記平ら
な表面は、(100)面であり、前記エッチングにより
V溝を形成することを特徴とする特許請求の範囲第8項
記載の光導波回路の製造方法。
(9) The substrate is a single crystal of Si, the flat surface thereof is a (100) plane, and a V-groove is formed by the etching. A method for manufacturing an optical waveguide circuit.
(10)前記基板は、Siの単結晶であり、その前記平
らな表面は、(110)面であり、前記エッチングによ
り方形溝を形成することを特徴とする特許請求の範囲第
8項記載の光導波回路の製造方法。
(10) The substrate is a single crystal of Si, the flat surface thereof is a (110) plane, and a rectangular groove is formed by the etching. A method for manufacturing an optical waveguide circuit.
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