JPS62119504A - 光導波路デイバイス - Google Patents
光導波路デイバイスInfo
- Publication number
- JPS62119504A JPS62119504A JP60260300A JP26030085A JPS62119504A JP S62119504 A JPS62119504 A JP S62119504A JP 60260300 A JP60260300 A JP 60260300A JP 26030085 A JP26030085 A JP 26030085A JP S62119504 A JPS62119504 A JP S62119504A
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- JP
- Japan
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- optical waveguide
- optical
- waveguide device
- groove
- waveguides
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (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】
〔発明の概要〕
本発明は、交叉する光導波路に溝を設け、この溝にＣＶ
Ｄ膜を付は側壁の凹凸を平滑化することにより、この溝
側壁上に効率的な反射面、フィルタ等の形成を可能とし
、光分岐器、光分波器を構成した。さらにＳｉゴムで溝
を充填し、これを加熱する手段を設けることにより光分
波と光スイソチの機能を合わせ持つ光回路ディバイスを
構成するものである。
Ｄ膜を付は側壁の凹凸を平滑化することにより、この溝
側壁上に効率的な反射面、フィルタ等の形成を可能とし
、光分岐器、光分波器を構成した。さらにＳｉゴムで溝
を充填し、これを加熱する手段を設けることにより光分
波と光スイソチの機能を合わせ持つ光回路ディバイスを
構成するものである。
本発明は、光を伝搬する光導波路が形成された光導波路
ディバイスに関する。
ディバイスに関する。
近年、光学手段を用いた装置、例えば、レーザディスク
や光通信において、レーザ光パワーのモニタやレーザ光
（レーザ信号）の分離技術が要求されている。
や光通信において、レーザ光パワーのモニタやレーザ光
（レーザ信号）の分離技術が要求されている。
従来、レーザ光のパワーモニタ、およびレーザ光の分離
には光カプラ、および光分波器が使用されている。例え
ば、レーザ光パワーの検出には光カプラ内の半透明板に
レーザ光を照射し、その反射光または透過光を検知して
行っている。また、レーザ光の分離には第５図に示すレ
ーザ光分離器を用い、半導体レーザ１から発振された、
例えばλ１．λ２の波長を有するレーザ光を集光レンズ
２を介して干渉フィルタ３に照射し、干渉フィルタ３で
は、反射する波長（特定の波長）λ２を分離し、フィル
タ４を介して光検出器５で波長λ２のレンズ光を検出す
る。一方、干渉フィルタ３を透過した波長λ１の光はフ
ィルタ６を介して光検出器７で検出する。
には光カプラ、および光分波器が使用されている。例え
ば、レーザ光パワーの検出には光カプラ内の半透明板に
レーザ光を照射し、その反射光または透過光を検知して
行っている。また、レーザ光の分離には第５図に示すレ
ーザ光分離器を用い、半導体レーザ１から発振された、
例えばλ１．λ２の波長を有するレーザ光を集光レンズ
２を介して干渉フィルタ３に照射し、干渉フィルタ３で
は、反射する波長（特定の波長）λ２を分離し、フィル
タ４を介して光検出器５で波長λ２のレンズ光を検出す
る。一方、干渉フィルタ３を透過した波長λ１の光はフ
ィルタ６を介して光検出器７で検出する。
このように、従来の光分岐器および光分波器はレンズ２
や干渉フィルタ３等の多数の光学素子で構成されている
。
や干渉フィルタ３等の多数の光学素子で構成されている
。
上述のように従来の光導波路には、多数の光学素子が使
用されているため、コストアンプの原因となっている。
用されているため、コストアンプの原因となっている。
また、光分岐器や光分波器を１つのモジュールとして構
成するために光軸の誤差や、レンズの焦点誤差は通常１
０μｍ〜５０μｍ程度の範囲でなければないらない。し
かしながら、従来の光導波路ではレンズや干渉フィルタ
が多（、さらにこれらの光学素子を精度よく構成しなけ
ればならないため、光学装置の製造が困難であった。
成するために光軸の誤差や、レンズの焦点誤差は通常１
０μｍ〜５０μｍ程度の範囲でなければないらない。し
かしながら、従来の光導波路ではレンズや干渉フィルタ
が多（、さらにこれらの光学素子を精度よく構成しなけ
ればならないため、光学装置の製造が困難であった。
本発明は、上述の従来の欠点←鑑み、光導波路に交叉型
の光導波路を用い、しかもその交叉部に溝を設けること
により、装置がコストアンプすることがなく、かつ光学
精度のすぐれた光導波路ディバイスを提供することを目
的とする。
の光導波路を用い、しかもその交叉部に溝を設けること
により、装置がコストアンプすることがなく、かつ光学
精度のすぐれた光導波路ディバイスを提供することを目
的とする。
上記目的は、本発明によれば、光導波路を互いに１０°
以下の交叉角で交叉させて設け、その交叉部に溝を設け
、この溝の側壁をＣＶＤ等の回り込みの良い成膜方法で
覆い、側壁の凹凸を平滑化した後、干渉フィルタ、異種
物質の充填などの手段により達成される。
以下の交叉角で交叉させて設け、その交叉部に溝を設け
、この溝の側壁をＣＶＤ等の回り込みの良い成膜方法で
覆い、側壁の凹凸を平滑化した後、干渉フィルタ、異種
物質の充填などの手段により達成される。
上述のような光導波路ディバイス内の光導波路に光を入
射させることにより、入射された光を所望の比率に分岐
させ、同時に入射された異なる波長の光を分波させ、入
射光を電気信号により異なる線路に切換える等の作用を
生じさせることかでづ− きる。
射させることにより、入射された光を所望の比率に分岐
させ、同時に入射された異なる波長の光を分波させ、入
射光を電気信号により異なる線路に切換える等の作用を
生じさせることかでづ− きる。
以下、本発明の実施例を添付図面にしたがって詳述する
。
。
本実施例は本発明の光導波路を光分岐、光分波器および
光スィッチとして使用する例を示すものである。第１図
は本実施例の光分岐器および分波器の構成図である。
光スィッチとして使用する例を示すものである。第１図
は本実施例の光分岐器および分波器の構成図である。
同図において、光導波路ディバイス８内には互いに交叉
する光導波路９ａ、９ｂが設けられている。この光導波
路９ａと９ｂの交叉角θは２°〜１０°に構成されてい
る。また、この導波路９ａと９ｂの交叉部には溝１０が
両溝波路９ａ、９ｂを共に中央で垂直に切断するように
設けられている。
する光導波路９ａ、９ｂが設けられている。この光導波
路９ａと９ｂの交叉角θは２°〜１０°に構成されてい
る。また、この導波路９ａと９ｂの交叉部には溝１０が
両溝波路９ａ、９ｂを共に中央で垂直に切断するように
設けられている。
このため、導波路９ａ、９ｂは各々導波路９ ａ ＋
＋ ９ ａ ２と、９ｂ＋、９ｂ−２に分離され
ている。また、この光導波路ディバイス８は、第２図（
第２図は第１図のＡ−Ａ断面）に示すように、基板１１
上に３Ｎで構成されている。
＋ ９ ａ ２と、９ｂ＋、９ｂ−２に分離され
ている。また、この光導波路ディバイス８は、第２図（
第２図は第１図のＡ−Ａ断面）に示すように、基板１１
上に３Ｎで構成されている。
６一
光の光路となるガイドＮ（光導波路９ａ、９ｂを構成す
る層）１２はＴｉを添加したスパッタＳ ｉ Ｏ２（Ｓ
＋ Ｘ Ｔ ＋ ｙ ｘ Ｏ２）で構成され、光の屈
折率は１．５１である。またガイドＮ１２の外側にはク
ラッド層１３ａ、１３ｂが形成され、このクラッドｙ＝
１３ａ、１３ｂはシリコンを高温で酸化させることによ
り形成されたＳｉＯ２（酸化シリコン）で構成されてい
る。このＳｉＯ２の光屈折率は１．４５である。
る層）１２はＴｉを添加したスパッタＳ ｉ Ｏ２（Ｓ
＋ Ｘ Ｔ ＋ ｙ ｘ Ｏ２）で構成され、光の屈
折率は１．５１である。またガイドＮ１２の外側にはク
ラッド層１３ａ、１３ｂが形成され、このクラッドｙ＝
１３ａ、１３ｂはシリコンを高温で酸化させることによ
り形成されたＳｉＯ２（酸化シリコン）で構成されてい
る。このＳｉＯ２の光屈折率は１．４５である。
また、前述の溝１０はこのようにして形成された先導波
路９ａ、９ｂ上で溝１０を形成する部分以外をレジスト
してリアクティブイオンエツチング（ＲＴ Ｅ）により
形成されたものである。ＲＩＥによりエツチングされた
側壁は通常凹凸が生じる。この凹凸は光を乱反射して導
波光の損失を生じさせるため好ましくない。この対策と
して本発明ではエツチング後ＣＶＤ法でエツチング側壁
を数千から数万人の厚さでガイド層１２に近い屈折率の
物質で覆い、平滑な側壁としている。
路９ａ、９ｂ上で溝１０を形成する部分以外をレジスト
してリアクティブイオンエツチング（ＲＴ Ｅ）により
形成されたものである。ＲＩＥによりエツチングされた
側壁は通常凹凸が生じる。この凹凸は光を乱反射して導
波光の損失を生じさせるため好ましくない。この対策と
して本発明ではエツチング後ＣＶＤ法でエツチング側壁
を数千から数万人の厚さでガイド層１２に近い屈折率の
物質で覆い、平滑な側壁としている。
このような対策によりこの側壁に干渉フィルタを設けた
り、Ｓｔゴムを充填し、光を有効に反射又は透過させる
機能を持たせる事ができる。
り、Ｓｔゴムを充填し、光を有効に反射又は透過させる
機能を持たせる事ができる。
以上のように光導波路ディバイス８を構成することによ
り、先導波路９ａ−１に矢印方向から出力パワーＰ’ｏ
の入射光１６を照射すると、この入射光１６はガイド層
１２にそって溝１０が形成され、Ｓｉゴム１５が充填さ
れた位置へ達する。
り、先導波路９ａ−１に矢印方向から出力パワーＰ’ｏ
の入射光１６を照射すると、この入射光１６はガイド層
１２にそって溝１０が形成され、Ｓｉゴム１５が充填さ
れた位置へ達する。
この時Ｓｉゴム１５とガイド層１２の屈折率は異なるた
め、屈折率差に対応した光の反射が生じる。光導波路デ
ィバイス８では光導波路９ａ−１から入射した光が溝１
０で反射された時反射光が進む方向に光導波路９ｂ−１
が設けられているため、反射光は光導波路９ｂ−１へ導
波する。又、Ｓｉゴム１５が充填されず空気の状態の場
合には空気とガイドＮ１２の反射率に対応した分岐比に
分岐される。さらに、他の物質で充填した場合にはその
物質と導波路層の屈折率差に対応した比率に分岐される
。しかし、このような手段で分岐できる範囲は０〜２０
％であり１対１の分岐などは実現できない。このような
分岐比の領域に対しては次に示すような誘電体多層膜１
７による反射膜を設けることが有効である。すなわち、
第３図に示すように溝１０の側壁に誘電体多層膜１７が
多層に形成されている。この誘電体多層膜１７は、ＣＶ
Ｄ（化学蒸着法）、スパッタ等の回り込みの良い成膜方
法を用いて形成した。このような誘電体多層膜１７を用
いることで一般に任意の反射率を持つ多層膜を形成でき
ることが知られている。このため、この誘電体多層膜１
７を用いることで入射光１６を任意の分岐比に分岐させ
て一方を光導波路９ｂ−１へ他方を光導波１１９ａ−２
へと分岐、導波させることができる。
め、屈折率差に対応した光の反射が生じる。光導波路デ
ィバイス８では光導波路９ａ−１から入射した光が溝１
０で反射された時反射光が進む方向に光導波路９ｂ−１
が設けられているため、反射光は光導波路９ｂ−１へ導
波する。又、Ｓｉゴム１５が充填されず空気の状態の場
合には空気とガイドＮ１２の反射率に対応した分岐比に
分岐される。さらに、他の物質で充填した場合にはその
物質と導波路層の屈折率差に対応した比率に分岐される
。しかし、このような手段で分岐できる範囲は０〜２０
％であり１対１の分岐などは実現できない。このような
分岐比の領域に対しては次に示すような誘電体多層膜１
７による反射膜を設けることが有効である。すなわち、
第３図に示すように溝１０の側壁に誘電体多層膜１７が
多層に形成されている。この誘電体多層膜１７は、ＣＶ
Ｄ（化学蒸着法）、スパッタ等の回り込みの良い成膜方
法を用いて形成した。このような誘電体多層膜１７を用
いることで一般に任意の反射率を持つ多層膜を形成でき
ることが知られている。このため、この誘電体多層膜１
７を用いることで入射光１６を任意の分岐比に分岐させ
て一方を光導波路９ｂ−１へ他方を光導波１１９ａ−２
へと分岐、導波させることができる。
また、この誘電体多層膜１７を波長λ１とλ。
を分離する干渉フィルタとすることにより、分波器を構
成することができる。
成することができる。
波長λ１の光に対しては反射、波長λ２の光に対しては
透過させる干渉フィルタを溝１０の側壁に形成すること
により入射したλｉ、λ２の波長の入射光１６は溝１０
で反射又は透過されてλ１は光導波路９ｂ−１へ、λ２
は光導波路９ｂ−２導波して分離される。
透過させる干渉フィルタを溝１０の側壁に形成すること
により入射したλｉ、λ２の波長の入射光１６は溝１０
で反射又は透過されてλ１は光導波路９ｂ−１へ、λ２
は光導波路９ｂ−２導波して分離される。
上述の方法では溝の両面に干渉フィルタが設けられるた
め、溝の幅が狭い時又は溝の両面の平行度が良い場合に
は両面での反射光が干渉してフィルタとしての特性が向
上したり劣化したりそのフィルタ特性が不安定となる。
め、溝の幅が狭い時又は溝の両面の平行度が良い場合に
は両面での反射光が干渉してフィルタとしての特性が向
上したり劣化したりそのフィルタ特性が不安定となる。
このため溝の相対する二面の内、後方の面をわずかに傾
けて平行度を劣化させることがフィルタ特性に対して有
利であるこのような構成を取ることにより、特に透過光
に対してはフィルタを２枚通過するため、その分離度は
確実に向上する。このような改善により、フィルタ特性
は安定し、再現性が良くなる。
けて平行度を劣化させることがフィルタ特性に対して有
利であるこのような構成を取ることにより、特に透過光
に対してはフィルタを２枚通過するため、その分離度は
確実に向上する。このような改善により、フィルタ特性
は安定し、再現性が良くなる。
次に本発明のディバイスを光スィッチとして用いる場合
の実施例を示す。
の実施例を示す。
この場合には第１図の構成は前述と同様であるが、第４
図に示すように溝１０の下方にはヒータ１４が配設され
ている。このヒータ１４は図示しない制御回路が接続さ
れており、制御回路の電流制御に従ってヒータ１４の加
熱温度が変化できる構成である。
図に示すように溝１０の下方にはヒータ１４が配設され
ている。このヒータ１４は図示しない制御回路が接続さ
れており、制御回路の電流制御に従ってヒータ１４の加
熱温度が変化できる構成である。
さらにこの溝１０の相対する２面は充分平行に形成され
ており、それぞれの面に誘電体釜Ｎ膜１７から成る反射
膜が形成されている。またこの′ａ１０にはＳｉゴム１
５を充填しである。
ており、それぞれの面に誘電体釜Ｎ膜１７から成る反射
膜が形成されている。またこの′ａ１０にはＳｉゴム１
５を充填しである。
このような構成を取ることによりヒータ１４でＳｉゴム
エ５を加熱することでその屈折率が変化し溝１０の間の
光学的距離が変化する。
エ５を加熱することでその屈折率が変化し溝１０の間の
光学的距離が変化する。
反射膜の反射率を充分大きくとれば相対する２つの反射
膜間の光学的距離（ｎ ＊ ｄ）が位相に換て９ａ−２
に進む。
膜間の光学的距離（ｎ ＊ ｄ）が位相に換て９ａ−２
に進む。
このためヒータ１４でＳｉゴム１５を加熱し、ル
その屈折率を変化させることで位相関係をｉの偶数倍か
ら奇数倍へと変化させることができ、この切換えで光ス
ィッチを構成することができる。このＳｉゴム１５は温
度変化により大きく屈折率が変化する材料であり、また
数百塵の高温に耐える材料である。本発明の構成では波
長１．３μｍの光に対し溝１０を１０μｍとし、約１０
０°Ｃの温度変化を与えることでスイッチ作用を実現で
きた。
ら奇数倍へと変化させることができ、この切換えで光ス
ィッチを構成することができる。このＳｉゴム１５は温
度変化により大きく屈折率が変化する材料であり、また
数百塵の高温に耐える材料である。本発明の構成では波
長１．３μｍの光に対し溝１０を１０μｍとし、約１０
０°Ｃの温度変化を与えることでスイッチ作用を実現で
きた。
またこの反射膜を干渉フィルタで構成すればフィルタと
スイッチの両方の機能を合わせ持つ新素子を構成するこ
とができる。つまり、この干渉フィルタに対しλｌは反
射、λ２は透過の作用を持つとすると、λ２はスイッチ
の０Ｎ３ＯＦＦに関係せず、常に透過し、λ１はスイッ
チのＯＮ。
スイッチの両方の機能を合わせ持つ新素子を構成するこ
とができる。つまり、この干渉フィルタに対しλｌは反
射、λ２は透過の作用を持つとすると、λ２はスイッチ
の０Ｎ３ＯＦＦに関係せず、常に透過し、λ１はスイッ
チのＯＮ。
ＯＦＦで９ｂ−１に出射したり、９ａ−２に出射したり
、その光路を切換えることができる。
、その光路を切換えることができる。
尚、上記誘電体多層膜１７がＳｉ、Ｇｅなどの半導体と
ＳｉＯ２などから構成された多層膜である場合もあり得
る。
ＳｉＯ２などから構成された多層膜である場合もあり得
る。
以上詳細に説明したように本発明によれば、交叉型の光
導波路の交叉部中央に溝を設け、溝側壁に凹凸を平滑化
するための膜を形成した後、溝を異種物質で充填したり
、溝側壁に干渉フィルタ、反射膜を設けたり、またＳｉ
ゴムを充填し、さらにこれを加熱するヒータを設けるこ
とにより、光の分岐器、分波器および光スイッチさらに
光スィッチとフィルタの機能を合わせ持つ新素子を構成
できる。また、従来のレンズや干渉フィルタ等の多数枚
の光学素子を用いる必要がない。
導波路の交叉部中央に溝を設け、溝側壁に凹凸を平滑化
するための膜を形成した後、溝を異種物質で充填したり
、溝側壁に干渉フィルタ、反射膜を設けたり、またＳｉ
ゴムを充填し、さらにこれを加熱するヒータを設けるこ
とにより、光の分岐器、分波器および光スイッチさらに
光スィッチとフィルタの機能を合わせ持つ新素子を構成
できる。また、従来のレンズや干渉フィルタ等の多数枚
の光学素子を用いる必要がない。
第１図は本実施例の光導波路の構成図、第２図は本実施
例の光導波路内の溝の構成図、第３図も本実施例の光導
波路内の溝の構成図、第４図は本実施例光導波路の溝に
充填物を入れた構成図、 第５図は従来の光導波路の構成図である。 ８・・・光導波路ディバイス、 ９ａ−＋、 ９ａ−２，９ｂ ＋、 ９ｂ’−２
・・・光導波路、 １０・・・溝、 １１・・・基板、 １２・ ・ ・ガイド層、 １３ａ、１３ｂ ・ ・・グランド層、 １４・・・ヒータ、 １５・・・Ｓｉゴム、 １６・・・入射光、 １７・・・誘電体多層膜。
例の光導波路内の溝の構成図、第３図も本実施例の光導
波路内の溝の構成図、第４図は本実施例光導波路の溝に
充填物を入れた構成図、 第５図は従来の光導波路の構成図である。 ８・・・光導波路ディバイス、 ９ａ−＋、 ９ａ−２，９ｂ ＋、 ９ｂ’−２
・・・光導波路、 １０・・・溝、 １１・・・基板、 １２・ ・ ・ガイド層、 １３ａ、１３ｂ ・ ・・グランド層、 １４・・・ヒータ、 １５・・・Ｓｉゴム、 １６・・・入射光、 １７・・・誘電体多層膜。
Claims (8)
- （１）１０°以下の交叉角を有して互いに交叉し、該交
叉部に溝が形成されている導波路を有することを特徴と
する光導波路ディバイス。 - （２）前記溝の側壁にＣＶＤ法などの回り込みの良い成
膜方法で導波路層に近い屈折率の膜を形成し溝側壁の凹
凸を平滑化したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の光導波路ディバイス。 - （３）前記溝には誘電体の多層膜が化学蒸着法またはス
パッタリング法により形成されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の光導波路ディバイス。 - （４）前記誘電体多層膜上に温度により屈折率が大きく
変化する熱光学素子を充填し、該熱光学素子を加熱する
加熱手段を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の光導波路ディバイス。 - （５）前記熱光学素子はシリコーン（有機ケイ素化合物
の重合体）であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の光導波路ディバイス。 - （６）入射光の分岐回路を構成したことを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載の光導波路ディバイス。 - （７）分岐路を構成したことを特徴とする特許請求の範
囲第３項記載の光導波路ディバイス。 - （８）波長分離とスイッチイグの機能を合わせ持つこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第８項のいず
れか記載の光導波路ディバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60260300A JPH0766088B2 (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 光導波路ディバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60260300A JPH0766088B2 (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 光導波路ディバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62119504A true JPS62119504A (ja) | 1987-05-30 |
| JPH0766088B2 JPH0766088B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=17346123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60260300A Expired - Fee Related JPH0766088B2 (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 光導波路ディバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766088B2 (ja) |
Cited By (9)
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| JPH0348203A (ja) * | 1989-07-15 | 1991-03-01 | Fujitsu Ltd | 光導波路デバイスの形成方法 |
| JPH04299304A (ja) * | 1991-03-28 | 1992-10-22 | Hitachi Cable Ltd | 導波路型光スイッチ |
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-
1985
- 1985-11-20 JP JP60260300A patent/JPH0766088B2/ja not_active Expired - Fee Related
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