JPS62278507A - 光フイルタおよびそれを用いた光波長多重伝送デバイス - Google Patents
光フイルタおよびそれを用いた光波長多重伝送デバイスInfo
- Publication number
- JPS62278507A JPS62278507A JP12101086A JP12101086A JPS62278507A JP S62278507 A JPS62278507 A JP S62278507A JP 12101086 A JP12101086 A JP 12101086A JP 12101086 A JP12101086 A JP 12101086A JP S62278507 A JPS62278507 A JP S62278507A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refractive index
- waveguide
- light
- optical
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 60
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 49
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/124—Geodesic lenses or integrated gratings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
- G02B6/29361—Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
- G02B6/29362—Serial cascade of filters or filtering operations, e.g. for a large number of channels
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12083—Constructional arrangements
- G02B2006/12109—Filter
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- 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】
３、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
本発明は、波長選択性を有する光フィルタおよびその光
フィルタを用いた光波長多重伝送デバイスに関するもの
である。
フィルタを用いた光波長多重伝送デバイスに関するもの
である。
光フアイバ通信における光波長多重伝送技術は通信シス
テムの経済化をはかる上で重要であり。
テムの経済化をはかる上で重要であり。
上記光波長多重伝送において、光合分波器は必須のデバ
イスである。
イスである。
従来、光合分波器の１つに干渉膜フィルタを用いる構成
がある。この干渉膜フィルタを用いた光合分波器は１通
過域、阻止域損失特性１通過帯域幅とも良好な特性が得
られており、広く用いられようとしている（柳井、光通
信ハンドブック、朝倉書店刊、Ｐ３２４〜Ｐ３３１．１
９８２） 、またこの干渉膜フィルタ構造を応用し、導
波路構造で実現させようとする光フィルタを本発明は先
に提案した（特願昭６０−２５９７６０号）。これは第
１０図に示すように、スラブあるいは３次元光導波路の
導波路層に、所望周期間隔、所望幅で、上記導波路層の
厚さよりも深い溝を光伝搬方向に沿って複数個形成し、
上記溝に導波路層の屈折率と異る屈折率を有する材質の
膜を埋込んだ光フィルタである。
がある。この干渉膜フィルタを用いた光合分波器は１通
過域、阻止域損失特性１通過帯域幅とも良好な特性が得
られており、広く用いられようとしている（柳井、光通
信ハンドブック、朝倉書店刊、Ｐ３２４〜Ｐ３３１．１
９８２） 、またこの干渉膜フィルタ構造を応用し、導
波路構造で実現させようとする光フィルタを本発明は先
に提案した（特願昭６０−２５９７６０号）。これは第
１０図に示すように、スラブあるいは３次元光導波路の
導波路層に、所望周期間隔、所望幅で、上記導波路層の
厚さよりも深い溝を光伝搬方向に沿って複数個形成し、
上記溝に導波路層の屈折率と異る屈折率を有する材質の
膜を埋込んだ光フィルタである。
上記従来の個別部品型光合分波器の構成では、干渉膜フ
ィルタをガラス平板に蒸着し、上記干渉膜フィルタ付ガ
ラス平板をガラスブロックに接着剤で貼付けており、接
着による貼付けの際に精密な光軸合わせを必要とし、ま
た接着剤の厚さによってガラスブロックへのガラス平板
貼付は角度が変化するため、光を励振しながら精密な位
置や角度を調整する必要がある。また組立て加工時間も
かかりすぎるため、低コスト化が雅しい。さらにガラス
ブロックを鏡面研摩し１寸法精度、角度精度を高めなけ
ればならないため、非常に高価なものとなり量産性が悪
い。また半導体発光素子、受光素子を上記光合分波器と
組合わせて双方向伝送用ハイブリッド光モジュールを構
成しようとすると、組立て加工や光軸調整により時間が
かかり、非常に高価になり、量産がむずかしいという問
題があった。
ィルタをガラス平板に蒸着し、上記干渉膜フィルタ付ガ
ラス平板をガラスブロックに接着剤で貼付けており、接
着による貼付けの際に精密な光軸合わせを必要とし、ま
た接着剤の厚さによってガラスブロックへのガラス平板
貼付は角度が変化するため、光を励振しながら精密な位
置や角度を調整する必要がある。また組立て加工時間も
かかりすぎるため、低コスト化が雅しい。さらにガラス
ブロックを鏡面研摩し１寸法精度、角度精度を高めなけ
ればならないため、非常に高価なものとなり量産性が悪
い。また半導体発光素子、受光素子を上記光合分波器と
組合わせて双方向伝送用ハイブリッド光モジュールを構
成しようとすると、組立て加工や光軸調整により時間が
かかり、非常に高価になり、量産がむずかしいという問
題があった。
第１０図の構成は、従来の半導体発光素子や受光素子を
構成するプロセスを用いて、より簡易化。
構成するプロセスを用いて、より簡易化。
経済化がはかれる１チツプモノリシツク型の光フィルタ
が得られるという特徴を有している。しがし、種々の理
論計算を進めていった結果、低屈折率層４の屈折率ｎ（
、を基板の屈折率ｎｓよりも低く設定した場合には光が
基板に漏れ出してしまうため損失が大きくなってしまう
ので、導波路層３の屈折率ｎＨとｎＬの差を大きく選ぶ
ことが難しいという問題点があった。
が得られるという特徴を有している。しがし、種々の理
論計算を進めていった結果、低屈折率層４の屈折率ｎ（
、を基板の屈折率ｎｓよりも低く設定した場合には光が
基板に漏れ出してしまうため損失が大きくなってしまう
ので、導波路層３の屈折率ｎＨとｎＬの差を大きく選ぶ
ことが難しいという問題点があった。
本発明の目的は、上記のようにｎｔ、＜ｎｓの場合でも
放射損失を少なく抑えることのできる新規構造を提供す
ることにある。
放射損失を少なく抑えることのできる新規構造を提供す
ることにある。
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成に
したものである。すなわち、スラブあるいは３次元光導
波路の導波路層に、所望周期間隔。
したものである。すなわち、スラブあるいは３次元光導
波路の導波路層に、所望周期間隔。
所望幅で上記導波路層の厚さよりも深い溝を光伝搬方向
に沿って複数個形成し、上記溝に導波路層の屈折率と異
る屈折率を有する第１の材質の膜を埋込み、鎮護の上に
鎮護の屈折率よりも高い第２の材質の導波路層を形成す
る膜を埋込んで光フィルタを形成したものである。そし
て上記光フィルタを光導波路に少なくとも１個設け、上
記光フィルタを透過した光信号側に、半導体発光素子ま
たは受光素子のいずれか一方、あるいはそれら両方を配
置してモノリシック状に形成することにより。
に沿って複数個形成し、上記溝に導波路層の屈折率と異
る屈折率を有する第１の材質の膜を埋込み、鎮護の上に
鎮護の屈折率よりも高い第２の材質の導波路層を形成す
る膜を埋込んで光フィルタを形成したものである。そし
て上記光フィルタを光導波路に少なくとも１個設け、上
記光フィルタを透過した光信号側に、半導体発光素子ま
たは受光素子のいずれか一方、あるいはそれら両方を配
置してモノリシック状に形成することにより。
光波長多重伝送デバイスを構成したものである。
本発明の光フィルタは導波路上に設けられた反射部を低
屈折率層４及びクラッド、）ｉ１５の２層構造で構成し
た点に最大の特徴がある。図１０に示した従来の構造で
は、これが単層構造となっており、反射部に入った光の
かなりの部分が基板の側へ漏れ出してしまい大きな損失
を生じてしまう、これに対し、本発明の光フィルタの場
合では反射部に入った光は低屈折率層４とクラッド層５
の境界面で全反射されるので基板に漏れ出さず、損失も
受けない６また、導波路層と反射部との境界面で生じる
放射損失についても、低屈折率層の厚み及びクラッド層
の屈折率を適当に調整することにより十分に小さくする
ことが可能となる。なお、この場合の調整方法として正
規化周波数整合という方法を新しく導入し、簡単な計算
だけで十分な精度の調整が行えるようにしている。
屈折率層４及びクラッド、）ｉ１５の２層構造で構成し
た点に最大の特徴がある。図１０に示した従来の構造で
は、これが単層構造となっており、反射部に入った光の
かなりの部分が基板の側へ漏れ出してしまい大きな損失
を生じてしまう、これに対し、本発明の光フィルタの場
合では反射部に入った光は低屈折率層４とクラッド層５
の境界面で全反射されるので基板に漏れ出さず、損失も
受けない６また、導波路層と反射部との境界面で生じる
放射損失についても、低屈折率層の厚み及びクラッド層
の屈折率を適当に調整することにより十分に小さくする
ことが可能となる。なお、この場合の調整方法として正
規化周波数整合という方法を新しく導入し、簡単な計算
だけで十分な精度の調整が行えるようにしている。
第１図に本発明の光フィルタの実施例を示す。
（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’面での断面
図、（ｃ）は側面図である。１は基板であり、その材質
は半導体、誘電体あるいは磁性体など任意に選んでよい
。３は屈折率ｒＬＨをもつ導波路層であり、２はｎＨよ
りも低い屈折率ｒｌＢをもつバッファ層である。４は低
屈折率層であり、ｎＨよりも低い屈折率ｎしをもってい
る。５はクラッド層であり、その屈折率はｎＬよりも低
く選ばねばならない。低屈折率層４の下にクラッド層５
を設けた構造は本発明の光フィルタの重要な特徴であり
、これを設けることにより基板１の屈折率ｎｓに無関係
に低屈折率層の屈折率ｎＬを設定することが可能になる
。５のクラッド層を設けない構造では、ｎＬをｎｓより
も低く設定した場合には光が基板に漏れ出してしまうた
め損失が大きくなってしまうので、ｎＨとｎ［、の差を
大きく選ぶことが難しかった。図２はクラッド層５を設
けた導波路の損失の計算値を示したものであるが、これ
から解るようにクラッド層５の厚みを増やしてやること
で損失を指数関数的に減少させることが出来る。従って
ｎしをｎｓよりも小さく選んだ場合でもクラッド層５を
厚くすることで損失を十分に小さく出来るので、ｎＨと
ｎしの差を任意に大きくすることが可能となる。ｎＨと
ｎＬの差とフィルタの段数の間には反比例の関係があり
、ｎｌｌとｎＬの差を大きくすることが出来るならば少
ない段数でフィルタを構成することが出来るので素子を
大幅に小型化することが可能となる。−例として、１に
ＩｎＰ基板、２にＩｎＰ、ｌ（低ドーピング）、３にＩ
ｎＧａＡｓＰ層、４及び５にＳｉＯ２にＴｉ１ｔをドー
プした層（４は５よりも高濃度でドープ）をそれぞれ想
定した場合のフィルタ特性の計算値を第３及び第４図に
示す。ｄＨは導波路が単一モードとなるように選んでい
る。ＱＬ。
図、（ｃ）は側面図である。１は基板であり、その材質
は半導体、誘電体あるいは磁性体など任意に選んでよい
。３は屈折率ｒＬＨをもつ導波路層であり、２はｎＨよ
りも低い屈折率ｒｌＢをもつバッファ層である。４は低
屈折率層であり、ｎＨよりも低い屈折率ｎしをもってい
る。５はクラッド層であり、その屈折率はｎＬよりも低
く選ばねばならない。低屈折率層４の下にクラッド層５
を設けた構造は本発明の光フィルタの重要な特徴であり
、これを設けることにより基板１の屈折率ｎｓに無関係
に低屈折率層の屈折率ｎＬを設定することが可能になる
。５のクラッド層を設けない構造では、ｎＬをｎｓより
も低く設定した場合には光が基板に漏れ出してしまうた
め損失が大きくなってしまうので、ｎＨとｎ［、の差を
大きく選ぶことが難しかった。図２はクラッド層５を設
けた導波路の損失の計算値を示したものであるが、これ
から解るようにクラッド層５の厚みを増やしてやること
で損失を指数関数的に減少させることが出来る。従って
ｎしをｎｓよりも小さく選んだ場合でもクラッド層５を
厚くすることで損失を十分に小さく出来るので、ｎＨと
ｎしの差を任意に大きくすることが可能となる。ｎＨと
ｎＬの差とフィルタの段数の間には反比例の関係があり
、ｎｌｌとｎＬの差を大きくすることが出来るならば少
ない段数でフィルタを構成することが出来るので素子を
大幅に小型化することが可能となる。−例として、１に
ＩｎＰ基板、２にＩｎＰ、ｌ（低ドーピング）、３にＩ
ｎＧａＡｓＰ層、４及び５にＳｉＯ２にＴｉ１ｔをドー
プした層（４は５よりも高濃度でドープ）をそれぞれ想
定した場合のフィルタ特性の計算値を第３及び第４図に
示す。ｄＨは導波路が単一モードとなるように選んでい
る。ＱＬ。
Ｑ Ｈ、は通常の干渉膜フィルタの場合と同じく、４
ｒｏ、 ４ ｎｔ。
ｒｏ、 ４ ｎｔ。
と選べば良い。但しλ１はフィルタの中心波長である。
図より、この構造が中心波長１．］、７５μｍの帯域阻
止フィルタとなっていることが解る。阻止域の減衰量は
段数に比例して増加するが、ｎＨとｎＬの差を大きくと
っているために通常の干渉膜フィルタの半分以下の段数
で十分な減衰量が得られている。又第４図から解るよう
に帯域幅は先のαＬ＋ｕＨの設定時のｎｔ 、ｎ２を増
やすことで任意に狭くしていくことが可能である。
止フィルタとなっていることが解る。阻止域の減衰量は
段数に比例して増加するが、ｎＨとｎＬの差を大きくと
っているために通常の干渉膜フィルタの半分以下の段数
で十分な減衰量が得られている。又第４図から解るよう
に帯域幅は先のαＬ＋ｕＨの設定時のｎｔ 、ｎ２を増
やすことで任意に狭くしていくことが可能である。
第５図は本発明の光フィルタの別の実施例を示したもの
である。同図（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
’面での断面図、また（ｃ）は側面図をそれぞれ示して
いる１図中の記号のなかで第１図と共通なものは共通す
る機能を有していることを意味している。この実施例は
導波路をリブ型と呼ばれる構造にしたもので、３の両側
に厚さｄＲのスラブ部６を有する点が特徴である。この
リブ型導波路は第１図の矩形導波路に比べて製作時の加
工精度条件を緩和することが出来るので実用性が高い。
である。同図（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
’面での断面図、また（ｃ）は側面図をそれぞれ示して
いる１図中の記号のなかで第１図と共通なものは共通す
る機能を有していることを意味している。この実施例は
導波路をリブ型と呼ばれる構造にしたもので、３の両側
に厚さｄＲのスラブ部６を有する点が特徴である。この
リブ型導波路は第１図の矩形導波路に比べて製作時の加
工精度条件を緩和することが出来るので実用性が高い。
第１図は第５図においてｄＲ→０となったものと考える
ことが出来る６またｄｏ＋０の極限では図５の構造はス
ラブ型の２次元導波構造に移行する。
ことが出来る６またｄｏ＋０の極限では図５の構造はス
ラブ型の２次元導波構造に移行する。
第６図は本発明の光フィルタの別の実施例であり、第５
図の構造にカバ一層７を積層した構造になっている。第
１図及び第５図のように導波層が直接に外気と接してい
る様な構造では、光は一部分外気中にしみ出して伝搬し
ているために外乱の影響を受けやすい。カバ一層７はこ
れを防ぐために設けられたものである。またカバ一層７
は導波層の材質が空気中の酸素等の活性気体により変質
を受けることを防ぐ役目も果している。ただしカバ一層
７の屈折率ｎｃはｎＨ及びｎＬよりも小さく選ぶ必要が
ある。
図の構造にカバ一層７を積層した構造になっている。第
１図及び第５図のように導波層が直接に外気と接してい
る様な構造では、光は一部分外気中にしみ出して伝搬し
ているために外乱の影響を受けやすい。カバ一層７はこ
れを防ぐために設けられたものである。またカバ一層７
は導波層の材質が空気中の酸素等の活性気体により変質
を受けることを防ぐ役目も果している。ただしカバ一層
７の屈折率ｎｃはｎＨ及びｎＬよりも小さく選ぶ必要が
ある。
本発明の光フィルタは導波部に大きな屈折率差を有する
反射部（４及び５）を設けることを最大の特徴としてい
る。この特徴により、少ない段数でフィルタを構成する
ことが可韻になっているのであるが、これは同時に反射
部一段当たりで生じる放射損失もまた大きくなり得ると
いうことを意味している。第３図及び第４図での計算値
に現れている２〜３ｄａｉ度の損失のほとんどは、この
導波路不連続面での放射損失であり、フィルタの低損失
化のためには、この放射損失を出来る限り小さくしなけ
ればならない。このためには導波層３及びバッファ層２
の中における導波光の電磁界分布と反射部での導波光の
電磁界分布を整合させる必要があるが、これを詳細な電
磁界解析を基に行うことは煩雑であるばかりでなく、必
ずしも見通しの良い解を与えない、そこで、ここでは導
波路の正規化周波数というパラメータを考え、これを一
致させることで導波光の電磁界分布の整合を近似的に満
足させるという方法を用いる。正規化周波数（Ｖ）°は
以下の式で与えられるパラメータであり、導波路中の光
の導波状態を示すパラメータとして一般に用いられてい
るものである。
反射部（４及び５）を設けることを最大の特徴としてい
る。この特徴により、少ない段数でフィルタを構成する
ことが可韻になっているのであるが、これは同時に反射
部一段当たりで生じる放射損失もまた大きくなり得ると
いうことを意味している。第３図及び第４図での計算値
に現れている２〜３ｄａｉ度の損失のほとんどは、この
導波路不連続面での放射損失であり、フィルタの低損失
化のためには、この放射損失を出来る限り小さくしなけ
ればならない。このためには導波層３及びバッファ層２
の中における導波光の電磁界分布と反射部での導波光の
電磁界分布を整合させる必要があるが、これを詳細な電
磁界解析を基に行うことは煩雑であるばかりでなく、必
ずしも見通しの良い解を与えない、そこで、ここでは導
波路の正規化周波数というパラメータを考え、これを一
致させることで導波光の電磁界分布の整合を近似的に満
足させるという方法を用いる。正規化周波数（Ｖ）°は
以下の式で与えられるパラメータであり、導波路中の光
の導波状態を示すパラメータとして一般に用いられてい
るものである。
Ｖ ＝（ｎＨ”（ｊ） −ｎａ”（ｂ））ｄｏ（＋−）
ｋ （ｈ・＝光の自由空間波数）第７図は１段当り
の放射損失を縦軸に正規化周波数差をとってグラフ化し
たものであるが、これを見ると正規化周波数差が零とな
る点と損失が最小となる点はほぼ一致しており、正規化
周波数を用いる手法の妥当性が確認されている。
ｋ （ｈ・＝光の自由空間波数）第７図は１段当り
の放射損失を縦軸に正規化周波数差をとってグラフ化し
たものであるが、これを見ると正規化周波数差が零とな
る点と損失が最小となる点はほぼ一致しており、正規化
周波数を用いる手法の妥当性が確認されている。
第８図は光フィルタの製造工程の一例を示したものであ
る。同図（ａ）は基板１の上にバッファ層２．導波路層
３を形成する工程である。（ｂ）は反射部を埋め込むた
めの溝を形成する工程であり、用いる工法としてはドラ
イエツチングを想定している。導波路が単一モードとな
る様に各店の厚みを決めた場合には溝の深さは２〜３μ
ｍ程度となる。（Ｃ）は溝にクラッド層５を埋込む工程
であり、（ｄ）は同じく低屈折率層４を埋込む工程であ
る。用いる技術としては現状ではＣＶＤが最も適当であ
ると思われる。
る。同図（ａ）は基板１の上にバッファ層２．導波路層
３を形成する工程である。（ｂ）は反射部を埋め込むた
めの溝を形成する工程であり、用いる工法としてはドラ
イエツチングを想定している。導波路が単一モードとな
る様に各店の厚みを決めた場合には溝の深さは２〜３μ
ｍ程度となる。（Ｃ）は溝にクラッド層５を埋込む工程
であり、（ｄ）は同じく低屈折率層４を埋込む工程であ
る。用いる技術としては現状ではＣＶＤが最も適当であ
ると思われる。
図９は本発明の光集積回路の実施例を示したものである
。これは波長多重伝送デバイスであり、多重数は３ （
１，２μｍ 、１．３μｍの光を受光、１．５５μｍの
光を発光）としている。８は光導波路であり、９．１０
はそれぞれ中心波長１．２μｍ、１．３３μｍの帯域阻
止特性を有する光フィルタである。光フィルタ９，１０
は導波路に対して角度を付けて設けられており、これに
よって入射光と反射光の進行方向を分け、分波を行う。
。これは波長多重伝送デバイスであり、多重数は３ （
１，２μｍ 、１．３μｍの光を受光、１．５５μｍの
光を発光）としている。８は光導波路であり、９．１０
はそれぞれ中心波長１．２μｍ、１．３３μｍの帯域阻
止特性を有する光フィルタである。光フィルタ９，１０
は導波路に対して角度を付けて設けられており、これに
よって入射光と反射光の進行方向を分け、分波を行う。
従って矢印１６−２に従って入射された光は波長１．２
μｍのものだけが光フィルタ９で反射されて受光素子１
２へと導波される。波長１．３μｍの光は光フィルタ９
は通過するが、光フィルタ１０で反射されて受光素子１
３へと導波される。
μｍのものだけが光フィルタ９で反射されて受光素子１
２へと導波される。波長１．３μｍの光は光フィルタ９
は通過するが、光フィルタ１０で反射されて受光素子１
３へと導波される。
入射光に１．２μｍ、１．３μｍ以外の波が含まれてい
た場合には、それらの波は発光素子１１に導波され、受
光素子に達することはない・また発光素子１１から出た
波長１．５５μｍの光は光フィルタ９，１０を通過して
矢印１６−１方向へ出射される。１．５５μｍの光の一
部分は導波路の分岐点で受光素子１２．１３の方向へ漏
れ出すが、この光は導波路に設けた１４．１５の低屈折
率部の影響でカットオフ波となるので、導波路外に出て
行くので受光素子には達しない、なお低屈折率部１４．
１５はイオン打ち込み等の手法で作ることを想定してい
るが、光フィルタと同様の工程で一括して作ることも可
能である。なお第９図におい寸、１１を受光素子、１２
．１３を発光素子としてもよい、また本発明は上記実施
例に限定されない、たとえばｎＨを低屈折率層とし、ｒ
Ｈ，を高屈折率層としてもよい、この場合、ｎ Ｈ＞
ｎ ａ ｔｎｔ、＞ｎｒ を満足するように選ぶ。
た場合には、それらの波は発光素子１１に導波され、受
光素子に達することはない・また発光素子１１から出た
波長１．５５μｍの光は光フィルタ９，１０を通過して
矢印１６−１方向へ出射される。１．５５μｍの光の一
部分は導波路の分岐点で受光素子１２．１３の方向へ漏
れ出すが、この光は導波路に設けた１４．１５の低屈折
率部の影響でカットオフ波となるので、導波路外に出て
行くので受光素子には達しない、なお低屈折率部１４．
１５はイオン打ち込み等の手法で作ることを想定してい
るが、光フィルタと同様の工程で一括して作ることも可
能である。なお第９図におい寸、１１を受光素子、１２
．１３を発光素子としてもよい、また本発明は上記実施
例に限定されない、たとえばｎＨを低屈折率層とし、ｒ
Ｈ，を高屈折率層としてもよい、この場合、ｎ Ｈ＞
ｎ ａ ｔｎｔ、＞ｎｒ を満足するように選ぶ。
本発明によれば、膜を埋込んで部分での放射損失を最少
となるように導波路構造を最適化することができる。そ
の結果、低損失、広帯域光フィルタおよびその光フィル
タを用いた光波長多重伝送デバイスを実現することがで
き、１チツプモジユール化により、製造コスト、信頼性
を大幅に改善することが可能である。
となるように導波路構造を最適化することができる。そ
の結果、低損失、広帯域光フィルタおよびその光フィル
タを用いた光波長多重伝送デバイスを実現することがで
き、１チツプモジユール化により、製造コスト、信頼性
を大幅に改善することが可能である。
第１図、第５図及び第６図は本発明の光フィルタの実施
例を示す図、第９図は本発明の光波長多重伝送デバイス
の実施例を示す図、第２図はクラッド層を付加した導波
路の伝搬損失特性を示す図。 第３図及び第４図は本発明の光フィルタの波長特性を示
す図、第７図は反射部での結合損失特性を示す図、第８
図は本発明の光フィルタの製造工程を示す図、第１０図
は先に本発明者が提案した光フィルタの構成を示す図で
ある。 １・・・基板、２・・・バッファ層、３・・・導波路層
、４・・・低屈折率層、５・・・クラッド層、６・・・
スラブ層、７・・・カバ一層、８・・・導波路、９，１
０・・・光フィルタ、１１・・・発光素子、１２．１３
・・・受光素子、１４゜１５・・・低屈折率部、１６・
・・光の伝搬方向を示す矢印。 ｆ ｌ 図 （Ｌン （ｂ） （ω 第 ２ 辺 ■ ３ 図 ス 長（ｊ帆ジ 第 ４Ｉ２１ Ｊ焚 −１ε （バノ ′ｆＪ５図 （（Ｌ） γ ６ 図 （＾） ７ 刀バー１ Ｖｚ −Ｖ”ｉ ■ ３ 図 ｔＣ） 川 Ｙ ｑ 図 Ｕす （ｂ） 篤 ／／ コ （九〇 （Ｉ）ン
例を示す図、第９図は本発明の光波長多重伝送デバイス
の実施例を示す図、第２図はクラッド層を付加した導波
路の伝搬損失特性を示す図。 第３図及び第４図は本発明の光フィルタの波長特性を示
す図、第７図は反射部での結合損失特性を示す図、第８
図は本発明の光フィルタの製造工程を示す図、第１０図
は先に本発明者が提案した光フィルタの構成を示す図で
ある。 １・・・基板、２・・・バッファ層、３・・・導波路層
、４・・・低屈折率層、５・・・クラッド層、６・・・
スラブ層、７・・・カバ一層、８・・・導波路、９，１
０・・・光フィルタ、１１・・・発光素子、１２．１３
・・・受光素子、１４゜１５・・・低屈折率部、１６・
・・光の伝搬方向を示す矢印。 ｆ ｌ 図 （Ｌン （ｂ） （ω 第 ２ 辺 ■ ３ 図 ス 長（ｊ帆ジ 第 ４Ｉ２１ Ｊ焚 −１ε （バノ ′ｆＪ５図 （（Ｌ） γ ６ 図 （＾） ７ 刀バー１ Ｖｚ −Ｖ”ｉ ■ ３ 図 ｔＣ） 川 Ｙ ｑ 図 Ｕす （ｂ） 篤 ／／ コ （九〇 （Ｉ）ン
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板の上に設けられた２次元または３次元光導波路
に複数個の溝を光伝搬方向に周期的に有し、その溝に導
波路と屈折率の異なる少なくとも２種の材質が埋め込ま
れていることを特徴とする光フィルタ。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記溝部に埋め込
まれる材質よりもわずかに屈折率の低い材質が溝部の底
に埋め込まれていることを特徴とする光フィルタ。 ３、基板上に設けられた２次元または３次元の光導波路
に複数個の溝を光伝搬方向に周期的に有し、その溝に導
波路と異なる屈折率を有する少なくとも２種の材質が埋
め込まれ、上記溝が光伝搬方向に対し導波路内の伝搬光
を分離させるような角度で形成されていることを特徴と
する光波長多重伝送デバイス。 ４、特許請求の範囲第３項において、上記溝で分離され
た光の伝搬方向に発光または受光素子を有することを特
徴とする光波長多重伝送デバイス。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12101086A JPH0672965B2 (ja) | 1986-05-28 | 1986-05-28 | 光フイルタおよびそれを用いた光波長多重伝送デバイス |
| US06/929,911 US4790614A (en) | 1985-11-21 | 1986-11-13 | Optical filter and optical device using same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12101086A JPH0672965B2 (ja) | 1986-05-28 | 1986-05-28 | 光フイルタおよびそれを用いた光波長多重伝送デバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62278507A true JPS62278507A (ja) | 1987-12-03 |
| JPH0672965B2 JPH0672965B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=14800560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12101086A Expired - Lifetime JPH0672965B2 (ja) | 1985-11-21 | 1986-05-28 | 光フイルタおよびそれを用いた光波長多重伝送デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0672965B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07191223A (ja) * | 1993-11-22 | 1995-07-28 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光導波路部品 |
| US7110170B2 (en) | 2003-08-20 | 2006-09-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor optical amplifier having photo detector and method of fabricating the same |
-
1986
- 1986-05-28 JP JP12101086A patent/JPH0672965B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07191223A (ja) * | 1993-11-22 | 1995-07-28 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光導波路部品 |
| US7110170B2 (en) | 2003-08-20 | 2006-09-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor optical amplifier having photo detector and method of fabricating the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0672965B2 (ja) | 1994-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4790615A (en) | Demultiplexing and/or multiplexing optical circuit | |
| JP3784701B2 (ja) | 光回路部材および光トランシーバ | |
| JP2001141924A (ja) | 分波素子及び分波受光素子 | |
| US4790614A (en) | Optical filter and optical device using same | |
| JP3881666B2 (ja) | ヘテロ構造を有するフォトニック結晶及びそれを用いた光デバイス | |
| JPH11271541A (ja) | 波長分波回路 | |
| US11002980B1 (en) | Cascaded arrangement of two-mode Bragg gratings in multiplexing applications | |
| JPH08304664A (ja) | 波長分波素子 | |
| JPS62278507A (ja) | 光フイルタおよびそれを用いた光波長多重伝送デバイス | |
| US6434296B1 (en) | Optical multiplexer/demultiplexer with three waveguides | |
| JPS5868713A (ja) | 光多重分波回路 | |
| JPS61284707A (ja) | 光合分波器 | |
| JPH05203830A (ja) | 光合分波器 | |
| JPS6344604A (ja) | 導波路型光フイルタおよびその製造方法 | |
| JPS62159105A (ja) | 双方向伝送用光モジユ−ル | |
| US8005328B2 (en) | Optical add/drop module | |
| JPS61249004A (ja) | 光合分波器 | |
| JP2001174652A (ja) | 光合分波器 | |
| JPH0453908A (ja) | 光合分波器及び光モジュール | |
| JPS62121407A (ja) | 光フイルタおよびそれを用いた波長多重伝送デバイス | |
| JP3070881B2 (ja) | 導波路型光合分波器 | |
| JP2004294996A (ja) | 誘電体多層膜フィルタブロック、波長合分波器、及び誘電体多層膜ブロックの製造方法 | |
| JPH03223705A (ja) | 光合分波器及び光合分波器モジュール | |
| JPH0749430A (ja) | 光回路部品 | |
| JPS63106606A (ja) | 光合分波器 |