JPS62189406A - 導波形光分波器 - Google Patents
導波形光分波器Info
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- JPS62189406A JPS62189406A JP3070586A JP3070586A JPS62189406A JP S62189406 A JPS62189406 A JP S62189406A JP 3070586 A JP3070586 A JP 3070586A JP 3070586 A JP3070586 A JP 3070586A JP S62189406 A JPS62189406 A JP S62189406A
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- optical waveguide
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 13
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (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〕
本発明は光集積回路などに用いる光分波器に関するもの
である。
である。
波長の異なる複数の光信号波を１本の光ファイバで伝搬
する波長分割多重伝送方式においては、受信装置内で光
信号波を波長ごとに分波する光分波器が必要とされる。
する波長分割多重伝送方式においては、受信装置内で光
信号波を波長ごとに分波する光分波器が必要とされる。
光分波器は通常個別の部品を組み合わせて作製されるが
、受信装置の小型化。
、受信装置の小型化。
安定化のため光分波器を小型化、集積化することが望ま
れている。その手段として基板上の光導波路により光分
波器を構成する導波形光分波器が考えられている。
れている。その手段として基板上の光導波路により光分
波器を構成する導波形光分波器が考えられている。
従来の導波形光分波器は多層干渉膜フィルタ形と回折格
子形に大別される。多層干渉膜フィルタ形光分波器は例
えば特公昭５’９−１９８４０８号公報に記述されてい
る。この光分波器は光導波路の一部を切断し、切断部に
多層干渉膜フィルタを挿入する構成であるので、光導波
路と多層干渉膜フィルタをモノリシックに形成すること
はで〆ず、個別に作製した多層干渉膜フィルタと光導波
路とを組み合わせ、調整、固定しなければならず、数多
（の工程が必要である。
子形に大別される。多層干渉膜フィルタ形光分波器は例
えば特公昭５’９−１９８４０８号公報に記述されてい
る。この光分波器は光導波路の一部を切断し、切断部に
多層干渉膜フィルタを挿入する構成であるので、光導波
路と多層干渉膜フィルタをモノリシックに形成すること
はで〆ず、個別に作製した多層干渉膜フィルタと光導波
路とを組み合わせ、調整、固定しなければならず、数多
（の工程が必要である。
第４図は従来の回折格子形光分波器の構成を示す平面図
である。この光分波器は屈折率を利用したブラッグ形回
折格子４４を、基板４０上に形成された光導波路内部に
埋込み、ブラッグ°反射により光信号波を分波するもの
である。入射用光導波路４１から入射した２波長多重信
号光（波長λ１゜λ２）は、ブラッグ形回折格子４４で
、出射用光導波路４２への信号光（波長λＩ）と出射用
光導波路４３への信号光（波長λ２）とに分波される。
である。この光分波器は屈折率を利用したブラッグ形回
折格子４４を、基板４０上に形成された光導波路内部に
埋込み、ブラッグ°反射により光信号波を分波するもの
である。入射用光導波路４１から入射した２波長多重信
号光（波長λ１゜λ２）は、ブラッグ形回折格子４４で
、出射用光導波路４２への信号光（波長λＩ）と出射用
光導波路４３への信号光（波長λ２）とに分波される。
このような回折格子形光分波器においては光分波器をモ
ノリシックに形成することができるが回折格子を光導波
路内部に有するために光導波路の形成に加えて、回折格
子形成が必要であり、工程も複雑である。さらに屈折率
差を大きくできないため回折格子形成部の長さが数ｍｍ
以上必要であり、さらに回折角により導波路の幅が変化
するので出射用光導波路４２．４３は自由な角度で曲げ
ることができない。
ノリシックに形成することができるが回折格子を光導波
路内部に有するために光導波路の形成に加えて、回折格
子形成が必要であり、工程も複雑である。さらに屈折率
差を大きくできないため回折格子形成部の長さが数ｍｍ
以上必要であり、さらに回折角により導波路の幅が変化
するので出射用光導波路４２．４３は自由な角度で曲げ
ることができない。
一般に、基板４０上に導波形光分波器を構成する鳩舎、
同一基板上に光受光器や他の機能素子を集積することが
可能であるという特長があるが、しかし多くの機能素子
を集積するためには任意の位置に分波した信号光を導く
必要があり、このためには出射用光導波路を限られた面
積内で大きな角度かつ低損失に曲げることを要求される
。
同一基板上に光受光器や他の機能素子を集積することが
可能であるという特長があるが、しかし多くの機能素子
を集積するためには任意の位置に分波した信号光を導く
必要があり、このためには出射用光導波路を限られた面
積内で大きな角度かつ低損失に曲げることを要求される
。
上述のように従来の導波形光分波器では、低損失かつ集
積化可能な光導波路の曲がり部の形成について考慮され
ていない。さらに入射用光導波路と回折格子あるいは多
層干渉膜フィルターとを形成する工程が複雑であるとい
う欠点もある。
積化可能な光導波路の曲がり部の形成について考慮され
ていない。さらに入射用光導波路と回折格子あるいは多
層干渉膜フィルターとを形成する工程が複雑であるとい
う欠点もある。
本発明の目的は上記の従来の欠点を除き、単純な工程で
作製可能で、出射用光導波路を低損失かつ任意の角度で
曲げることができ集積化が容易な導波形光分波器を提供
することにある。
作製可能で、出射用光導波路を低損失かつ任意の角度で
曲げることができ集積化が容易な導波形光分波器を提供
することにある。
本発明の導波形光分波器は、基板上に入射用単一モード
光導波路と前記入射用光導波路に対しそれぞれ異なる角
度を持つ少なくとも１つの出射用光導波路とが形成され
、前記入射用単一モード光導波路の一端と前記出射用光
導波路の一端が一個所で交差し、前記光導波路交差部側
面に反射形回折格子を有することを特徴としている。
光導波路と前記入射用光導波路に対しそれぞれ異なる角
度を持つ少なくとも１つの出射用光導波路とが形成され
、前記入射用単一モード光導波路の一端と前記出射用光
導波路の一端が一個所で交差し、前記光導波路交差部側
面に反射形回折格子を有することを特徴としている。
本発明においては、回折格子を光導波路側面に配置する
ことにより、光導波路パターンと回折格子パターンを同
一のマスクで作製することが可能である。また入射用単
一モード光導波路を伝搬する複数の波長の異なる光信号
波が反射形回折格子に入射し、波長ごとに異なる方向に
回折される。
ことにより、光導波路パターンと回折格子パターンを同
一のマスクで作製することが可能である。また入射用単
一モード光導波路を伝搬する複数の波長の異なる光信号
波が反射形回折格子に入射し、波長ごとに異なる方向に
回折される。
そして、それぞれの回折方向に形成された出射用光導波
路に分波される。また入射用単一モード光導波路と反射
形回折格子の角度及び回折格子の格子定数を最適化する
ことにより、任意の方向の出射用光導波路に対し分波可
能であり、回折格子形成部の長さを数ｌＯμｍ程度に小
型化できる。さらに低損失化のため反射形回折格子の溝
形状をブレーズ条件を用いて最適化することにより回折
効率を上げることができる。
路に分波される。また入射用単一モード光導波路と反射
形回折格子の角度及び回折格子の格子定数を最適化する
ことにより、任意の方向の出射用光導波路に対し分波可
能であり、回折格子形成部の長さを数ｌＯμｍ程度に小
型化できる。さらに低損失化のため反射形回折格子の溝
形状をブレーズ条件を用いて最適化することにより回折
効率を上げることができる。
以下図面により本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例である導波形光分波器の斜視
図である。
図である。
この導波形光分波器では、Ｓｉ基板ｌＯ上にＳｉｏ□バ
ッファ層１６層形６され、バッファＮ１６上に入射用単
−七−ド光導波路１１．出射用光導波路１２．１３．１
４が形成されている。これら入射用単一モード光導波路
１１の一端及び出射用光導波路１２，１３．１４の一端
は一個所で交差し、光導波路交差部１７を形成している
。この交差部１７の側面には、反射形回折格子１５が形
成されている。
ッファ層１６層形６され、バッファＮ１６上に入射用単
−七−ド光導波路１１．出射用光導波路１２．１３．１
４が形成されている。これら入射用単一モード光導波路
１１の一端及び出射用光導波路１２，１３．１４の一端
は一個所で交差し、光導波路交差部１７を形成している
。この交差部１７の側面には、反射形回折格子１５が形
成されている。
入射用単一モード光導波路１１、出射用光導波路１２，
１３．１４及び回折格子１５は、バッファ層１６上にＲ
Ｆスパッタ法により膜厚数μｍの７０５９ガラス膜を形
成したのちりアクティブイオンエツチング法により形成
することができる。
１３．１４及び回折格子１５は、バッファ層１６上にＲ
Ｆスパッタ法により膜厚数μｍの７０５９ガラス膜を形
成したのちりアクティブイオンエツチング法により形成
することができる。
入射用単一モード光導波路１１、出射用光導波路１２．
１３．１４の光導波路幅はそれぞれ数μｍ〜数１０μｍ
とする。導波路１１中を導かれた３波長多重信号光（波
長λ１．λ２．λ３）は反射形回折格子１５により、波
長ごとに異なる方向に、回折されて出射用光導波路１２
．１３．１４にそれぞれ導かれる。
１３．１４の光導波路幅はそれぞれ数μｍ〜数１０μｍ
とする。導波路１１中を導かれた３波長多重信号光（波
長λ１．λ２．λ３）は反射形回折格子１５により、波
長ごとに異なる方向に、回折されて出射用光導波路１２
．１３．１４にそれぞれ導かれる。
第２図は本実施例の動作を説明するための反射形回折格
子１５の拡大平面図である。
子１５の拡大平面図である。
２０は回折格子面、２１．２４はそれぞれ波長λｌの入
射光と回折光、２２．２５は波長λ２の入射光と回折光
、２３．２６は波長λ３の入射光と回折光である。点線
は回折格子面の法線を表し、図中の角度はこの法線から
反時計回りを正とする。
射光と回折光、２２．２５は波長λ２の入射光と回折光
、２３．２６は波長λ３の入射光と回折光である。点線
は回折格子面の法線を表し、図中の角度はこの法線から
反時計回りを正とする。
なお、ｄは格子定数を示す。
入射用光導波路における光の伝搬定数が波長に応じて異
なるため、幾何光学的モデルで考えると入射光２１，２
２．２３はわずかに異なる角度θ１ （波長λｌ）、θ
２ （波長λ２）、θ３ （波長λ３）で回折格子に入
射する。１次回折光は次式を満足する角度θ１′、０２
′、θ３′に出射される。
なるため、幾何光学的モデルで考えると入射光２１，２
２．２３はわずかに異なる角度θ１ （波長λｌ）、θ
２ （波長λ２）、θ３ （波長λ３）で回折格子に入
射する。１次回折光は次式を満足する角度θ１′、０２
′、θ３′に出射される。
ｓｉｎね’＝λＨ／ｄ−ｓｉｎθ１
（ｉ＝１，２．３）
回折格子の角分散度は
ｄθンｄλ＝ ｌ ／ ｄ ｃ ｏ ｓθ′であるので
、出射用導波路の角度間隔により格子定数ｄを選び、さ
らに入射用導波路と回折格子の角度を選ぶことにより、
回折光２４．２５．２６はそれぞれの出射用光導波路に
導かれる。
、出射用導波路の角度間隔により格子定数ｄを選び、さ
らに入射用導波路と回折格子の角度を選ぶことにより、
回折光２４．２５．２６はそれぞれの出射用光導波路に
導かれる。
波長多重信号光を波長１．３μｍ帯、入射用単一モード
光導波路と出射用光導波路の角度を１１０°〜１２５°
とすると、格子定数ｄは４μｍ程度、入射用単一モード
光導波路と回折光の角度は約４０° となる。
光導波路と出射用光導波路の角度を１１０°〜１２５°
とすると、格子定数ｄは４μｍ程度、入射用単一モード
光導波路と回折光の角度は約４０° となる。
なお本実施例では、回折格子の溝形状の最適化のために
、回折格子の回折方向と、回折格子面２０による鏡面反
射方向を一致させるというブレーズを行ってあり、回折
による損失を低減させている。
、回折格子の回折方向と、回折格子面２０による鏡面反
射方向を一致させるというブレーズを行ってあり、回折
による損失を低減させている。
第３図は本発明の他の実施例を示す平面図である。
第３図において、３０はＳｉ基板、３１は入射用単一モ
ード光導波路、３２は出射用単一モード光導波路、３３
は反射形回折格子、３４は入射用単一モード光導波路の
一端と出射用単一モード光導波路の一端とが交差してい
る光導波路交差部である。光導波路３１．３２及び回折
格子３３は、堆積された７０５９ガラス膜を、フォトリ
ソグラフィーとエツチングの技術により同時に形成でき
る。
ード光導波路、３２は出射用単一モード光導波路、３３
は反射形回折格子、３４は入射用単一モード光導波路の
一端と出射用単一モード光導波路の一端とが交差してい
る光導波路交差部である。光導波路３１．３２及び回折
格子３３は、堆積された７０５９ガラス膜を、フォトリ
ソグラフィーとエツチングの技術により同時に形成でき
る。
このような導波形光分波器は、入射用単一モード光導波
路３１を導かれた波長多重信号光（波長λ１．λ２．λ
３）のうち回折格子３３により波長λ１の信号光のみが
出射用単一モード光導波路３２に導かれ他の波長λ２．
λ３の信号光は導波路外に放射してしまう波長フィルタ
ーを構成している。
路３１を導かれた波長多重信号光（波長λ１．λ２．λ
３）のうち回折格子３３により波長λ１の信号光のみが
出射用単一モード光導波路３２に導かれ他の波長λ２．
λ３の信号光は導波路外に放射してしまう波長フィルタ
ーを構成している。
以上の二つの実施例では、リッジ型光導波路と反射型回
折格子を同一マスクでフォトリソグラフィーとエツチン
グの技術により、同時に形成するので作製が容易である
。なお光導波路材料として７０５９ガラスを用いたが、
これに限らず、光分子材料やＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ＋など
他の光導波路材料を用いることも可能であることは言う
までもない。基板、バッファ層についても同様に他の材
料を用いることができる。
折格子を同一マスクでフォトリソグラフィーとエツチン
グの技術により、同時に形成するので作製が容易である
。なお光導波路材料として７０５９ガラスを用いたが、
これに限らず、光分子材料やＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ＋など
他の光導波路材料を用いることも可能であることは言う
までもない。基板、バッファ層についても同様に他の材
料を用いることができる。
さらにＴｉ拡散ＬｉＮｂＯ３光導波路などのように光導
波路が基板内部にある場合も、本発明を通用することが
できる。この場合は光導波路交差部に穴を堀りその側面
に回折格子を形成することにより、上述の実施例と同様
の効果が得られる。
波路が基板内部にある場合も、本発明を通用することが
できる。この場合は光導波路交差部に穴を堀りその側面
に回折格子を形成することにより、上述の実施例と同様
の効果が得られる。
以上発明したように本発明の導波形光分波器では、最適
化された反射形回折格子を用いることにより分波した信
号光を任意の方向へ低損失に導くことができるため、導
波形光分波器と他の機能素子の集積化が可能であるとい
う利点がある。
化された反射形回折格子を用いることにより分波した信
号光を任意の方向へ低損失に導くことができるため、導
波形光分波器と他の機能素子の集積化が可能であるとい
う利点がある。
また反射形回折格子を光導波路側面に配置することによ
り、作製工程を従来より大幅に簡単なものにすることが
できた。
り、作製工程を従来より大幅に簡単なものにすることが
できた。
第１図は本発明の一実施例である導波形光分波器の斜視
図、 第２図は第１図の実施例の動作を説明するための反射形
回折格子の拡大平面図、 第３図は本発明の他の実施例を示す平面図、第４図は従
来の回折格子形光分波器の構成を示す平面図である。 １０．３０ ・・・・・Ｓｉ基板 １１．３１ ・・・・・入射用単一モード光導波路１
２、１３．１４・・・・出射用光導波路１５．３３
・・・・・反射形回折格子１６・・・・・・・バッファ
層 １７．３４ ・・・・・光導波路交差部２０・・・・
・・・回折格子面
図、 第２図は第１図の実施例の動作を説明するための反射形
回折格子の拡大平面図、 第３図は本発明の他の実施例を示す平面図、第４図は従
来の回折格子形光分波器の構成を示す平面図である。 １０．３０ ・・・・・Ｓｉ基板 １１．３１ ・・・・・入射用単一モード光導波路１
２、１３．１４・・・・出射用光導波路１５．３３
・・・・・反射形回折格子１６・・・・・・・バッファ
層 １７．３４ ・・・・・光導波路交差部２０・・・・
・・・回折格子面
Claims (1)
- （１）基板上に入射用単一モード光導波路と前記入射用
光導波路に対しそれぞれ異なる角度を持つ少なくとも１
つの出射用光導波路とが形成され、前記入射用単一モー
ド光導波路の一端と前記出射用光導波路の一端が一個所
で交差し、前記光導波路交差部側面に反射形回折格子を
有することを特徴とする導波形光分波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3070586A JPS62189406A (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | 導波形光分波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3070586A JPS62189406A (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | 導波形光分波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62189406A true JPS62189406A (ja) | 1987-08-19 |
Family
ID=12311065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3070586A Pending JPS62189406A (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | 導波形光分波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62189406A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03230106A (ja) * | 1990-02-05 | 1991-10-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長分合波器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60153007A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-12 | Shimadzu Corp | 光分流器 |
-
1986
- 1986-02-17 JP JP3070586A patent/JPS62189406A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60153007A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-12 | Shimadzu Corp | 光分流器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03230106A (ja) * | 1990-02-05 | 1991-10-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長分合波器 |
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